Произвольная система нелинейных уравнений
В случае задачи Коши для общей нелинейной системы
, , (18)
поведение ее решения вблизи некоторой точки определяется матрицей ЯкобиA:
.
Определение 1.1. Система называется жесткой, если для всех t, v (т. е. на решениях (18)), собственные значения матрицы A удовлетворяют условиям:
, ,
,
(т. е. расположены как на рис. 1.4г). Для оценки можно взять легко вычисляемую величину нормы матрицыA, для оценки— величину следа матрицы;можно заменить на величину 1/Т, определяемую обычно из физики задачи. Т. е.простейшим критерием жесткостисистемы могут служить неравенстваТ||A|| >> 1, Sр A << –1 (иногда ограничиваются одним условием (11)). Однако надежных простых способов определения жёсткости нет, и поэтому нужны численные методы, работающие без проверок на жесткость.
-
Содержание
- Численное интегрирование жестких системобыкновенных дифференциальных уравнений (оду)
- Жесткие оду
- Линейные однородные уравнения 1-го порядка
- Системы линейных однородных уравнений
- Пример: задача Коши для линейного однородного уравнения второго порядка
- Нелинейные жесткие уравнения
- Пример: сингулярно-возмущённая нелинейная система второго порядка
- Произвольная система нелинейных уравнений
- Примеры простейших разностных схем для жестких оду
- Способы построения схем
- Требования к численным методам решения жёстких систем оду
- Одношаговые методы типа Рунге–Кутты
- Алгоритм
- Аппроксимация
- Устойчивость
- Примеры схем Рунге–Кутты
- Линейные многошаговые схемы (методы типа Адамса)
- Алгоритм и аппроксимация
- Устойчивость
- Примеры линейных многошаговых схем
- Схемы для продолженных систем (схемы Обрешкова)
- Алгоритм и аппроксимация
- Устойчивость
- Контрольные вопросы
- Общие вопросы к лабораторным работам 1–3
- Схемы Рунге–Кутты (работа №1)
- Уравнение Ван-дер-Поля
- Система Ван-дер-Поля и траектории-утки
- Суточные колебания озона в атмосфере
- Уравнение Бонгоффера–Ван-дер-Поля
- Сингулярно-возмущенная система — модель двухлампового генератора Фрюгауфа
- Простейшая модель гликолиза
- Модель химических реакций Робертсона
- Модель дифференциации растительной ткани
- Задача e5
- Уравнение Релея
- Экогенетические модели
- Список литературы