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用BDF和分段线性方法求解常微分方程初值问题。 (英语) Zbl 1198.65142号

摘要:许多科学和工程问题是用常微分方程(ODE)描述的,其中的解析解未知。科学界已经对发展数值方法进行了大量研究,该方法可以提供原始ODE的近似解。在这项工作中,基于BDF和分段线性方法考虑了两种方法。基于BDF方法的方法使用Chord-Shamanskii迭代计算非线性系统,该系统在使用BDF模式时获得。还考虑了两种基于分段线性方法的方法。这些方法基于本文证明的一个定理,该定理允许通过基于对角Padé近似的面向块的方法计算每个时间步长的近似解。这些实现之间的区别在于使用或不使用缩放和平方技术。
基于这些方法开发了五种算法。MATLAB软件Fortran语言已经开发了上述算法的版本,比较了精度和计算成本。在Fortran实现中使用了BLAS和LAPACK库。为了在条件相等的情况下比较所有实现,考虑了具有固定步长的算法。所分析的五个案例研究中有四个来自生物和化学动力学刚性问题。实验结果表明了所提算法的优点,尤其是在集成刚性问题时。

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65升99 常微分方程的数值方法
34-04 与常微分方程有关的问题的软件、源代码等
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