Численное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений методами типа Рунге-Кутта. Часть 2. Корзунина В.В - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

6
Метод (см . раздел 2. Двухсторонние методы Рунге Кутта; cм. раздел 4.1.
Оценка глобальной погрешности по правилу Рунге).
1. Определяется значение шага H
1
ближайшее меньшее или равное H
такое, чтобы в отрезке интегрирования значение H
1
укладывалось
кратное число раз .
2. С постоянным шагом H
1
, двухсторонним методом Рунге Кутта,
конкретный вид которого определяется номером Вашего варианта, от
начальной до конечной точки решается задача Коши (1). Если
реализуется схема 2 или 3, то возможно , что процесс решения будет
прекращен из - за невозможности применения метода (Icod = 4). Если в
конечной точке получены два приближенных решения , и абсолютная
величина их разности меньше или равна максимальной допустимой
погрешности ε , то их среднее арифметическое принимается за
искомое решение. В противном случае решение необходимо уточнить .
3. Для уточнения решения строится итерационный процесс; каждая
итерация это повторение п . п . 1, 2 настоящего описания метода с
новым шагом интегрирования , определенным по формуле (97).
Итерационный процесс прекращается в следующих случаях:
требуемая точность достигнута;
погрешность не уменьшилась ;
шаг интегрирования стал недопустимо малым (см . Замечание 5
раздела 5.1. Автоматический выбор шага интегрирования );
дальнейшее применение двухстороннего метода Рунге Кутта
невозможно (см . раздел 2.3. Организация счета в двусторонних
методах типа Рунге Кутта).
Практика показывает , что обычно бывает достаточно 2 3 итераций .
Если итерационный процесс останавливается по причине
невозможности дальнейшего применения двухстороннего метода Рунге
Кутта, то за решение принимается решение с предыдущей итерации
(Icod = 3).
Замечание по программированию .
1. Занимать машинную память для хранения значений решения внутри
интервала недопустимо.
2. Минимальный допустимый шаг интегрирования H
min
на отрезке [A,B]
определяется из неравенства
|H
min
| macheps
*
max(|A|, |B|, σ),
где σ минимальное положительное число, представляемое на
данной ЭВМ , macheps значение машинного эпсилон. Параметр σ ,
вообще говоря , должен определяться программным образом, но
допускается присвоение ему некоторого разумного значения (о
вычислении машинного эпсилон см . Замечание 5 раздела 5.1).
                                     6
 Метод (см. раздел 2. Двухсторонние методы Рунге – Кутта; cм. раздел 4.1.
      Оценка глобальной погрешности по правилу Рунге).
      1. Определяется значение шага H1 – ближайшее меньшее или равное H
         такое, чтобы в отрезке интегрирования значение H1 укладывалось
         кратное число раз.
      2. С постоянным шагом H1, двухсторонним методом Рунге – Кутта,
         конкретный вид которого определяется номером Вашего варианта, от
         начальной до конечной точки решается задача Коши (1). Если
         реализуется схема 2 или 3, то возможно, что процесс решения будет
         прекращен из-за невозможности применения метода (Icod = 4). Если в
         конечной точке получены два приближенных решения, и абсолютная
         величина их разности меньше или равна максимальной допустимой
         погрешности ε, то их среднее арифметическое принимается за
         искомое решение. В противном случае решение необходимо уточнить.
      3. Для уточнения решения строится итерационный процесс; каждая
         итерация – это повторение п.п. 1, 2 настоящего описания метода с
         новым шагом интегрирования, определенным по формуле (97).
         Итерационный процесс прекращается в следующих случаях:
         • требуемая точность достигнута;
         • погрешность не уменьшилась;
         • шаг интегрирования стал недопустимо малым (см. Замечание 5
            раздела 5.1. Автоматический выбор шага интегрирования);
         • дальнейшее применение двухстороннего метода Рунге – Кутта
            невозможно (см. раздел 2.3. Организация счета в двусторонних
            методах типа Рунге – Кутта).
      Практика показывает, что обычно бывает достаточно 2 – 3 итераций.
      Если     итерационный      процесс   останавливается   по     причине
      невозможности дальнейшего применения двухстороннего метода Рунге
      – Кутта, то за решение принимается решение с предыдущей итерации
      (Icod = 3).
Замечание по программированию.
      1. Занимать машинную память для хранения значений решения внутри
         интервала недопустимо.
      2. Минимальный допустимый шаг интегрирования Hmin на отрезке [A,B]
         определяется из неравенства
                     |Hmin| ≤macheps * max(|A|, |B|, σ),
        где   σ   – минимальное положительное число, представляемое на
        данной ЭВМ, macheps – значение машинного эпсилон. Параметр σ,
        вообще говоря, должен определяться программным образом, но
        допускается присвоение ему некоторого разумного значения (о
        вычислении машинного эпсилон см. Замечание 5 раздела 5.1).