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三(2)对龙格-库塔公式。 (英语) 兹比尔0705.65055

低阶显式龙格-库塔公式在通过半离散化求解偏微分方程(PDE)方面非常流行,但在求解常微分方程组(ODEs)初值问题的通用代码中,目前的实践倾向于中阶到高阶。然而,可以观察到,低阶公式在粗精度方面更有效。此外,在这些精度下,公式的稳定性尤为重要,而显式Runge-Kutta公式的稳定性随着(有效)高阶公式的使用而显著恶化。一个相当重要的问题是低阶公式的“自由”插值的可用性;甚至可以获得保持单调性和凸性等定性性质的插值。
相对而言,很少有人关注显式Runge-Kutta公式的低阶对。我们提到了一些已经提出的对,并解释了为什么我们提出的对要么更有效、更可靠,要么具有更好的稳定性。我们选择以三阶段三阶公式为基础,因为在最小成本公式中,它可以说是稳定性方面最好的。此外,这是“自由”保形插值可用的最高阶。通过半离散化求解偏微分方程的大部分方法都是用一个单一的公式和固定的步长来完成的。我们观察到,使用像我们这样的有效对自动控制步长,每一步的成本很低。控件不仅通过提供最有效的步长来为自己支付费用,而且还避免了导致不稳定的步长。

MSC公司:

65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65升20 常微分方程数值方法的稳定性和收敛性
34A34飞机 非线性常微分方程和系统
65升05 常微分方程初值问题的数值方法
65平方米 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的线方法
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全文: 内政部

参考文献:

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