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常微分方程的四阶Runge-Kutta解法

对于常微分方程的数值解法,四阶Runge—Kutta是一个常用的方法,其精度相对较高,实现起来简单,因而有广泛应用。
下面我们简要讨论一下。

设一阶常微分方程:
u'=f(t,u) a<t<b
u(t(0))=u(0)


Runge-Kutta非线性高阶单步法,p阶R-K法的整体阶段误差为O(h^p)

R-K四阶算法为:
u(i+1)=u(i)+h*(k1+3*k2+3*k3+k4)/8
k1=f(t(i),u(i))
k2=f(t(i+h/3),u(i+h*k1/3))
k3=f(t(i+h/3),u(i+h*k2/3))
k4=f(t(i+h),u(i+h*k3)) */



 

#include <iostream>
#include 
<cmath>
using namespace std;

class RK
{
  
private:
     
double k1,k2,k3,k4;
     
double h,b,u,a;
  
public:
     
void seth(double l=0){h=l;} //设步长
     void setf(double xa=0,double xb=0,double y=0//设初值和范围(xa,xb)
     {
      b
=xb;
      a
=xa;
      u
=y;
     }

    
double f(double t,double u) //函数值,修改它以适应各自需要
    {
  
//函数设定
     double f=u-2*t/u; 
     
return f;
    }

    
/*---------------------------*/
    
void dork() //R-K 主函数
    {
     
for(int count=0;count<(b-a)/h;count++)
     
{
      k1
=f(a+count*h,u);
      k2
=f(a+count*h+h/3,u+h*k1/3);
      k3
=f(a+count*h+2*h/3,u-h*k1/3+h*k2);
      k4
=f(a+count*h+h,u+h*k1-h*k2+h*k3);
      u
=u+h*(k1+3*k2+3*k3+k4)/8;
       cout
<<u<<endl;
     }


    }

}


void main()
{
RK my;
my.seth(
0.1);
my.setf(
0,1,1);
my.dork();
}

 
 

该程序对数据直接进行显示,如要画图,可以加入几行,输出数据,然后进行画图。

posted on 2008-09-07 11:12 abcd2007 阅读(1706) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: c++/c


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