An Efficient Geometric Multigrid Solver for Viscous Liquids
Notice bibliographique
Résumé
We present an efficient geometric Multigrid solver for simulating viscous liquids based on the variational approach of Batty and Bridson [2008]. Although the governing equations for viscosity are elliptic, the strong coupling between different velocity components in the discrete stencils mandates the use of more exotic smoothing techniques to achieve textbook Multigrid efficiency. Our key contribution is the design of a novel box smoother involving small and sparse systems (at most 9 x 9 in 2D and 15 x 15 in 3D), which yields excellent convergence rates and performance improvements of 3.5x - 13.8x over a naïve Multigrid approach. We employ a hybrid approach by using a direct solver only inside the box smoother and keeping the remaining pipeline assembly-free, allowing our solver to efficiently accommodate more than 194 million degrees of freedom, while occupying a memory footprint of less than 16 GB. To reduce the computational overhead of using the box smoother, we precompute the Cholesky factorization of the subdomain system matrix for all interior degrees of freedom. We describe how the variational formulation, which requires volume weights computed at the centers of cells, edges, and faces, can be naturally accommodated in the Multigrid hierarchy to properly enforce boundary conditions. Our proposed Multigrid solver serves as an excellent preconditioner for Conjugate Gradients, outperforming existing state-of-the-art alternatives. We demonstrate the efficacy of our method on several high resolution examples of viscous liquid motion including two-way coupled interactions with rigid bodies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».