ABC-СХЕМЫ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЖЕСТКИХ СИСТЕМ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
Рассматриваются новые одношаговые линейно неявные методы интегрирования жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений. В отличие от методов типа Розенброка в формулы ABC-схем входит не только матрица Якоби системы дифференциальных уравнений, но и ее квадрат.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Т ы г л и я н
ABC-СХЕМЫ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ
ЖЕСТКИХ СИСТЕМ ОБЫКНОВЕННЫХ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
Рассматриваются новые одношаговые линейно неявные методы
интегрирования жестких систем обыкновенных дифференциальных
уравнений. <...> В отличие от методов типа Розенброка в формулы
ABC-схем входит не только матрица Якоби системы дифференциальных
уравнений, но и ее квадрат. <...> E-mail: filippov@keldysh.ru, m.tygliyan@gmail.com
Ключевые слова: жесткие системы ОДУ, одношаговые неявные методы,
линеаризация ОДУ, метод типа Розенброка, ABC-метод
ABC-схемы являются численными методами, предназначенными
для решения задачи Коши для жестких систем обыкновенных дифференциальных
уравнений
y(x) = f(y(x)), y(x0) = y0
Одностадийные ABC-схемы задаются формулой
I + Ahfy +Bh2f2
Здесь y1(h) — искомое численное решение на одном шаге интегрирования
длины h, а A, B и C — коэффициенты, определяющие метод
(и его название), y и f — n-мерные вектор-функции, fy — матрица
Якоби системы дифференциальных уравнений (1), I — единичная
матрица; отметим, что f, fy, . . . (без аргументов) всюду означают
f(y0), fy(y0), . <...> При любых вещественных A, B, C порядок аппроксимации
методов (2) не ниже первого. <...> Для L-устойчивости методов второго порядка необходимо
и достаточно, чтобы B = A 1/2 > 0. <...> Кроме того, для линейных систем (1) с постоянными коэффициентами
получены следующие результаты. <...> Для возведения в квадрат заполненной матрицы fy
требуется n3 мультипликативных операций, и еще n3/3 операций для
LU-разложения матрицы в левой части уравнения (2). <...> Но если эту
последнюю матрицу разложить на линейные множители, то возводить
fy в квадрат не надо, и число затрачиваемых на линейную алгебру
действий сократится вдвое. <...> Количество действий уменьшится
еще примерно в два раза, если ограничиться однопараметрическим
семейством ABC-схем, у которых B = A2/4. <...> 1 заштрихованной области A принадлежат те значения
коэффициентов (A,B), которые принадлежат A-устойчивым методам
второго порядка (теорема 4); прямая L соответствует L-устойчивым
методам <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: