<html>
  <head>

    <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=ISO-8859-1">
  </head>
  <body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000">
    Hello all,<br>
    <br>
    &nbsp; I am having great difficulty solving a 3D finite difference
    equation in spherical coordinates. I am solving the equation in a
    spherical shell region S(a,b), with the boundary conditions being
    that the function is 0 on both boundaries (r = a and r = b). I
    haven't imposed any boundary conditions on theta or phi which may be
    a reason its not converging. The phi boundary condition would be
    that the function is periodic in phi, but I don't know if this needs
    to be put into the matrix somehow?<br>
    <br>
    I nondimensionalized the equation before solving which helped a
    little bit. I've also scaled the matrix and RHS vectors by their
    maximum element to make all entries &lt;= 1.<br>
    <br>
    I've tried both direct and iterative solvers. The direct solvers
    give a fairly accurate solution for small grids but seem unstable
    for larger grids. The PETSc iterative solvers converge for very
    small grids but for medium to large grids don't converge at all.<br>
    <br>
    When running with the command (for a small grid):<br>
    <br>
    <b>&gt; ./main -ksp_converged_reason -ksp_monitor_true_residual
      -pc_type svd -pc_svd_monitor</b><br>
    <br>
    I get the output:<br>
    <br>
    &nbsp;&nbsp;&nbsp; SVD: condition number 5.929088512946e+03, 0 of 1440 singular
    values are (nearly) zero<br>
    &nbsp;&nbsp;&nbsp; SVD: smallest singular values: 2.742809162118e-04
    2.807446554985e-04 1.548488288425e-03 1.852332719983e-03
    2.782708934678e-03<br>
    &nbsp;&nbsp;&nbsp; SVD: largest singular values : 1.590835571953e+00
    1.593368145758e+00 1.595771695877e+00 1.623691828398e+00
    1.626235829632e+00<br>
    &nbsp; 0 KSP preconditioned resid norm 2.154365616645e+03 true resid norm
    8.365589263063e+00 ||r(i)||/||b|| 1.000000000000e+00<br>
    &nbsp; 1 KSP preconditioned resid norm 4.832753933427e-10 true resid norm
    4.587845792963e-12 ||r(i)||/||b|| 5.484187244549e-13<br>
    Linear solve converged due to CONVERGED_RTOL iterations 1<br>
    <br>
    When plotting the output of this SVD solution, it looks pretty good,
    but svd isn't practical for larger grids.<br>
    <br>
    Using the command (on the same grid):<br>
    <br>
    <b>&gt; ./main -ksp_converged_reason -ksp_monitor_true_residual
      -ksp_compute_eigenvalues -ksp_gmres_restart 1000 -pc_type none</b><br>
    <br>
    The output is attached. There do not appear to be any 0 eigenvalues.
    The solution here is much less accurate than the SVD case since it
    didn't converge.<br>
    <br>
    I've also tried the -ksp_diagonal_scale -ksp_diagonal_scale_fix
    options which don't help very much.<br>
    <br>
    Any advice on how to trouble shoot this would be greatly
    appreciated.<br>
    <br>
    Some things I've checked already:<br>
    <br>
    1) there aren't any 0 rows in the matrix<br>
    2) using direct solvers on very small grids seems to give decent
    solutions<br>
    3) there don't appear to be any 0 singular values or eigenvalues<br>
    <br>
    Perhaps the matrix has a null space, but I don't know how I would
    find out what the null space is? Is there a tutorial on how to do
    this?<br>
    <br>
    Thanks in advance!<br>
    <br>
  </body>
</html>