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二阶线性非均匀IVP数值解的显式Runge-Kutta-Nyström方法。 (英语) Zbl 1530.65077号

摘要:研究了常系数非齐次线性初值问题数值解的Runge-Kutta-Nyström(RKN)方法。
构造具有最大阶(p=s+1)的显式RKN方法的一般过程,类似于作者在[J.Compute.Appl.Math.425,Article ID 115083,17 p.(2023;兹比尔1522.65126)]对于所考虑的二阶IVP类,根据节点\(c_i\),\(i=1,\ldots,s\)给出。此过程只需要在RKN方法的系数矩阵(mathbf{a})的元素(a{ij})、元素(1leqj<i\leqs)中求解连续线性方程,并避免求解非线性方程。
值得注意的事实是,使用具有正交关系的节点(c_i)、(i=1、ldots、s)作为自由参数,矩阵(mathbf{a})的(s(s-1)/2)元素可以通过求解系数取决于节点的连续线性系统来计算,因此如果它们是非奇异的,我们可以得到唯一的-阶数最大的stage方法。
我们获得了一种优化的六阶段七阶RKN方法,即选择节点以最小化局部误差的前项。最后,利用Radau节点和Lobatto节点对优化后的RKN方法进行了数值实验。

MSC公司:

65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65升05 常微分方程初值问题的数值解法
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全文: 内政部

参考文献:

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