|
PROGON4 Библиотека "JINRLIB"
Автор: Е.В.Земляная Вы
Язык: Фортран
посетитель.
РЕШЕНИЕ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ ОБЫКНОВЕННОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ
Программа PROGON4 предназначена для решения обыкновенного дифференциального
уравнения вида
Z"(x)+F(x)*Z'(x)+G(x)*Z(x)=K(x)
с краевыми условиями 3-го типа на концах заданного интервала [a,b]
D1*Z'(x=a)+F1*Z(x=a) = G1
D2*Z'(x=b)+F2*Z(x=b) = G2
Краевая задача аппроксимируется с помощью конечно-разностной схемы точности
O(h^4) на равномерной сетке узлов с шагом h.
Архив программы включает в себя:
описание программы, фортранные тексты программы и теста, результаты теста.
Структура:
----------
Тип: SUBROUTINE
Имена входа для пользователя: PROGON4
Используемые подпрограммы: MATIN2
Обращение:
----------
CALL PROGON4(N,H,F,G,UK,D1,D2,F1,F2,G1,G2,Z,AV,BV), где
N - (INTEGER) число узлов дискретной сетки;
H - (REAL*8) постоянный шаг дискретной сетки;
подразумевается, что узлы сетки X(i)=a+(i-1)*H, i=1,...,N;
F,G - (REAL*8) массивы коэффициентов уравнения размерностью N;
UK - (REAL*8) массив размерностью N со значениями правой части
уравнения в узлах дискретной сетки;
D1,D2,F1,F2,G1,G2 - (REAL*8) значения коэффициентов граничных условий;
Z - (REAL*8) массив размерностью N с вычисленным решением;
AV,BV - (REAL*8) рабочие массивы размерности N.
В программе используются значения коэффициентов F,G,UK только во внутренних точках
интервала [a,b]. Это означает, что значения F(1),F(N), G(1),G(N), UK(1),UK(N)
задавать не требуется. Это свойство является важным при использовании функций,
имеющих особенности на краях интервала.
Метод:
------
Используется обобщение метода Нумерова, разработанное и реализованное ранее
в рамках ньютоновской итерационной схемы для задачи Штурма-Лиувилля в
комплексе программ SLIPH4 [1].
Такой подход позволяет получить аппроксимацию четвертого порядка точности
с помощью трехточечных разностных схем. Граничные условия аппроксимируются
пятиточечными разностными схемами четвертого порядка [2]. Полученная система
алгебраических уравнений решается методом прогонки. В дальнейшем метод обобщен
на случай системы двух уравнений в программе PROGS2H4 [3].
Литература:
-----------
1. И.В.Пузынин, Т.П.Пузынина, Т.А.Стриж. SLIPH4 – программа для численного
решения задачи Штурма – Лиувилля. Сообщение ОИЯИ, Р11-87-332, Дубна, 1987.
2. И.С. Березин, Н.П. Жидков. Методы вычислений, 1, М., Физматгиз, 1959,
c.232-233.
3. Е.В.Земляная, И.В.Пузынин, Т.П.Пузынина. PROGS2H4 – программа для решения
краевой задачи для системы дифференциальных уравнений. Сообщение ОИЯИ,
Р11-97-414, Дубна, 1997.
|