9.2.5 Vergleich der Dämpfungsstrategien



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9.2.5 Vergleich der Dämpfungsstrategien

Keine der oben angegebenen Dämpfungsstrategien hat sich als universell beste etabliert; aber einige grundsätzliche Eigenschaften lassen es zu, Entscheidungsrichtlinien zu geben.

Als Entscheidungskriterium steht dabei nur eine sehr heuristische Formulierung zur Verfügung: Je besser die Dämpfungsstrategie ist, umso genauer unterscheidet sie zwischen jenen Fällen, wo die Nichtlinearität der Funktionen störend ist und daher stark gedämpft werden muß, und jenen Fällen, wo trotz Nichtlinearität wenig Dämpfung nötig ist.

Beim Vergleich der Krümmungsdämpfung mit der Dämpfung von BANK und ROSE stellt sich die letztere als etwas besser heraus. Ein direkter Vergleich mit demselben Parameter ist nicht möglich, weil die Krümmungsstrategie im allgemeinen wesentlich restriktiver ist. Stimmt man aber die beiden Parameter aufeinander ab, so erzielt man mit der Methode von BANK und ROSE meist bessere Resultate.

Die Krümmungsdämpfung hat aber eine entscheidende Qualität: man kann sie als einziges der beschriebenen Verfahren benutzen, um herauszufinden, ob die Matrix wirklich alle Ableitungen der Kontrollfunktionen korrekt enthält. Ist das nicht der Fall, so weicht die Richtung des Änderungsvektors von der Richtung des stärksten Abfalls der Norm ab. In diesem Fall läßt sich für nahe bei 1 keine noch so kleine Dämpfung finden, die (9.10) erfüllt. Durch diese Eigenschaft läßt sich bei der Implementierung neuer Modellfunktionen eine wirksame Kontrolle der Systemmatrix durchführen.

Die Potentialdämpfung ist im Gegensatz zu den ersten beiden Verfahren aus physikalischen Überlegungen motiviert. Sie wird als Voreinstellung für das System der Drift-Diffusionsgleichungen verwendet. Gegenüber der Dämpfung von BANK und ROSE reduziert sie die Norm der rechten Seite am Anfang in deutlich weniger Iterationen. In der Endphase (bevor die ungedämpften NEWTON-Schritte beginnen) ist sie dagegen leicht unterlegen.

Die anderen Dämpfungen nach globalen und lokalen Kriterien konnten meist keine überzeugenden Ergebnisse liefern, wenn auch die globale Norm sich in einigen Fällen bei hydrodynamischen Gleichungen bewährt.



Martin Stiftinger
Fri Oct 21 18:22:52 MET 1994