Скачиваний:
49
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
195.07 Кб
Скачать

Метод прогонки

• 1) прямой ход

1 c1 / b1; 1 d1 / b1;

для i 2...n1

 

i ci / bi ai i 1 ;

i di ai i 1 / bi ai i 1 ;

2) обратный ход

un1 n1

 

 

для i от N до 1 вычисляем

ui iui 1 i .

 

 

 

 

 

Условие устойчивости

 

bi

 

 

 

ai

 

 

 

ci

 

 

 

 

 

 

 

06/25/19

 

 

 

 

 

 

11

Реализация метода прогонки

c(1)=…; b(1)=…; d(1)=…;

for i=2:N

a(i)=

b(i)=

c(i)=

d(i)=

end

ks(1)=-c(1)/b(1); et(1)=d(1)/b(1);

for i=2:N1

z=b(i)+a(i)*ks(i-1);

ks(i)=-c(i)/z; et(i)=(d(i)-a(i)*et(i-1))/z;

end;

u(N1)=be1;

For i=N:-1:1

u(i)=ks(i)*u(i+1)+et(i);

End;

Plot(x,u1);

06/25/19

12

Погрешность аппроксимации

При замене дифференциального уравнения системой алгебраических уравнений вносится так называемая погрешность аппроксимации

конечно-разностной схемой дифференциального уравнения

точного решения uh. h h h uh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ввиду того, что uh uh

, после такой подстановки получается невязка

 

Погрешность аппроксимации

 

 

h Lhuh fh 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основное требование: при

h 0

h 0

Ассимптотическая оценка

 

 

 

 

h

 

 

 

C h p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок погрешности аппроксимации = p

06/25/19

13

Нахождение и оценка погрешности аппроксимации

Рассмотрим нашу простейшую конечноразностную схему

1

u

i

h

 

u

i

 

u

i

u

 

i

h

 

f ( x )

 

 

x

 

x

 

x

x

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

h

 

 

h

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используем начальные члены разложения в ряд Тейлора:

u xi h ;

ui hui h2

ui h3 u h4

u(4)

o(h5 )

 

2

3!

4!

 

 

u xi h ;

ui hui h2

ui h3 u h4

u(4)

o(h5 )

 

2

3!

4!

 

 

После подстановки получаем:

06/25/19

14

Оценка погрешности аппроксимации

 

 

2

 

4

 

(4)

( xi ) f ( x )

 

h

h

u ( xi ) h

 

/ 4!u

 

 

 

h2

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u ( xi ) f ( xi ) h2 / 4!u(4) ( xi ) h2 / 4!u(4) ( xi ).

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

В результате имеем:

h h2 u(4) ( xi ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

2

 

Ch h

2

 

 

 

h o(hили)

 

 

06/25/19

15

Оценка погрешности решения Понятие устойчивости

Погрешность решения :

h uh

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сходимости к точному решению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

при h 0

кроме

h

0

необходима

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

устойчивость к ошибкам округления

 

 

u

h

u%

 

 

 

C

 

f

h

f%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

0

 

 

h

 

 

 

Lhuh

fh

 

Основная теорема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L u

f

 

 

 

h

 

C0

 

h

 

C0C h

p

 

 

 

 

 

 

 

h h

h

 

h h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lh (uh uh ) Lh h h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

06/25/19

16

Конец темы 4

• Ваши вопросы

06/25/19

17