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使用多速率有限差分格式有效模拟低速动力系统。 (英语) Zbl 1435.65105号

摘要:我们考虑一个描述慢速度动力系统的常微分方程组,特别是一个对局部时间变化高度敏感的捕食者-食饵系统。当被捕食种群的增长速度远远快于具有相当多样化时间响应的捕食者种群时,该模型显示了捕食者-食饵动力学共存。对于特定的参数值,它们的相互作用在正辛烷值中显示出稳定的弛豫振荡。使用用于求解常微分方程组的传统时间积分器很难模拟这些特性。为了解决这个问题,我们设计并分析了多速率时间积分方法来求解一个低速动态系统的数学模型。所提出的方法是基于使用外推多速率离散化算法。通过这些方法,我们通过集成步长大于快速子系统的慢速子系统来缩短集成时间。这使我们能够有效地求解多尺度常微分方程。除了理论结果外,我们还提供了深入的数值实验,证明这些多速率方案在计算量和CPU时间方面都大大优于相应的单速率方案。

理学硕士:

65升05 常微分方程初值问题的数值方法
65升11 常微分方程奇摄动问题的数值解
65升12 常微分方程的有限差分和有限体积法
65L20英寸 常微分方程数值方法的稳定性和收敛性
70K70美元 力学非线性问题的慢运动和快运动系统
92D25型 人口动态(一般)
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全文: 内政部

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