Runge-Kutta-Fehlberg法在振荡电路求解中的应用

随着科学技术的进步,探索和建立非线性电路的理论体系并加以应用,已处于十分重要的地位,并具有广阔的应用前景,有较大的理论意义和实用价值。本文结合负阻振荡电路,采用五阶Runge-Kutta-Fehlberg方法,分别用C语言程序和Matlab进行求解,均得出了正确的结果,同时介绍了用Matlab对C程序计算结果的调用。经比较可见,两种方法各有所长。在图形显示方面,Matlab更具优越性。

基于Runge-Kutta法分析刚性平面附近空化气泡的动力学

用镜像空化泡等效替代刚性平面,得到超声场中刚性平面附近空化泡的动力学方程.运用Runge-Kutta法数值计算了该方程,并和自由声场中空化泡动力学方程的数值解进行对比分析.结果表明:刚性平面对空化气泡脉动具有抑制作用;气泡内的气体绝热系数和液体粘度系数越小,气泡溃灭速度越大,对平面的作用也越大.研究结果有利于认识空化气泡对刚性壁面的作用机制.

基于精细Runge-Kutta混合积分法的车桥耦合振动非迭代求解算法

针对结构非线性问题,采用4阶Runge-Kutta法展开精细积分法中响应状态方程的Duhamel项,构造了一种既可以避免迭代又具有较高精度的精细Runge-Kutta混合积分方法,在此基础上提出了适用于车桥耦合振动高效求解的分析框架。车桥耦合系统由车辆、桥梁子系统组成,均采用有限元建模,其中车辆子系统采用部件刚体假定,而桥梁子系统借助于振型叠加法缩减自由度数目;两个子系统内部非线性作用以及系统间的相互作用通过非线性的虚拟力表达。以一节4轴客车匀速通过32m简支梁为研究对象,分别采用分析框架法、Runge-Kutta法进行动力分析。数值结果对比表明:相对于Runge-Kutta法,精细Runge-Kutta混合法能够显著提高计算收敛的积分步长;分析框架可以应用到实际工程中。

基于2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法的电磁暂态计算方法

在电力系统电磁暂态计算中,由于各种突变情况的发生,将导致数值计算中存在数值振荡。为有效解决电力系统电磁暂态计算中的数值振荡问题,将一种2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法运用于电磁暂态数值计算中。由理论分析可知,该数值积分方法具有非线性B-稳定性,即具有能量耗散性或非线性阻尼特性。算例结果表明,与现有的方法相比较,使用该方法进行电磁暂态计算,能够在不增加计算量的情况下,有效避免因突变情况导致的数值振荡。

基于Runge-Kutta法和外推法的水库调洪演算

为了解决数值解析法步长对水库调洪演算成果精度的影响问题,提出了R-K外推法,即采用精度更高的Runge-Kutta英格兰法与外推法相结合的方法,使计算精度达到甚至优于其他数值解法的精度,并采用拉格朗日插值法解决了实际最高水位一般不落在离散解上的问题,得出精度更高的调洪演算成果。调洪演算实例表明该法可以满足工程实践的要求。

基于S-A湍流模型的Runge-Kutta有限元算法

采用一方程S-A模型(Spalart-Allmaras模型)封闭雷诺时均N-S方程(RANS方程)进行湍流数值计算,可以减少方程求解数量,节约计算时间。本文对其进行了有限元数值算法研究,首先通过沿流线坐标变换,得到无对流项RANS方程,并引入三阶Runge-Kutta法对其进行时间离散;然后利用沿流线的Taylor展开解决坐标变换带来的网格更新的困难;最后采用Galerkin法进行空间离散,得到湍流模型的有限元算法。基于方柱绕流和覆冰输电线绕流模型,与试验结果进行对比,验证了该算法的有效性,与一阶数值算法相比,该算法在精度和收敛性方面更具优势。

粘性流基于特征线的四阶Runge-Kutta有限元法

对于二维不可压缩粘性流,通过沿流线方向的坐标变换,推导了无对流项的二维N-S(Navier-Stokes)方程。采用四阶Runge-Kutta法对N-S方程进行时间离散,并沿流线进行Taylor展开,得到显式的时间离散格式,然后利用Galerkin法对其进行空间离散,得到了高精度的有限元算法。利用本文算法对方腔驱动流和圆柱绕流进行了数值计算,通过对时间步长、网格尺寸和流场区域的计算分析,进一步验证了本文算法相比经典CBS法在时间步长、收敛性、耗散性和计算精度方面更具有优势。

强稳定二阶Runge-Kutta最优算法

研究一阶常微分方程数值解的收敛性与稳定性，利用最优化方法，确定最优系数，导出两个强稳定的单步公式，并加以优化和改进，得到新的算法。经过实际计算，结果优于目前的单步公式，同时也验证了梯形公式。

隐式Runge-Kutta方法的(D,λ)-适定性(英文)

本文绘出了（D，λ）一适定性条件，该条件保证了隐式Runge－Kutta方法在求解Hilbert空间中的初值问题所产生的方程的解的存在性与唯一性，并且该方法先前的某些相应结果成为本文的特殊情形。

变步长精细Runge-Kutta法非等温输气管道泄漏检测与定位

针对复杂工况下输气管道的泄漏检测与定位准确率低、效率不高这一难题,结合等温定位法和Runge-Kutta法(龙格-库塔法)的原理及优缺点提出改进的变步长精细Runge-Kutta法。根据管道中的气体流动过程及温度的不同处理方式,以管道的温度、压力和流速为参数确定步长求得管道从首端到末端各截面的参数,通过测量管道首末端的流量和压力可判定出输气管道泄漏的位置。通过对非等温气体管道的仿真实验,以泄漏率和定位精度作为评价指标,对等温定位法和变步长精细Runge-Kutta法定位效果进行了对比分析。仿真结果表明,对于非等温气体管道的泄漏,变步长精细Runge-Kutta法的检测与定位精度准效率高。

多步Runge-Kutta方法关于一类多延迟系统的GP_k-稳定性(英文)

本文涉及多步 Runge-Kutta方法关于多延迟微分方程系统的渐近稳定性 .在本文中我们证明了在适当条件下常微多步 Runge-Kutta方法的 A-稳定性等价于相应求解多延迟微分方程系统的GPk-稳定性 .

三阶Runge-Kutta最优算法

本文利用最优化思想,根据一阶常微分方程数值解的收敛性和稳定性,引进最优化技术,确定最优系数,得到强稳定的三阶Runge-Kutta最优算法.

非线性动力系统极限环Runge-Kutta法求解的1个注记

采用Matlab软件研究了Runge-Kutta直接积分法在计算非线性动力系统极限时存在的一个问题:单周期解误判为双周期或三周期.直接调用Matlab自带程序ode45,并设定算法的相对误差.以二元机翼强非线性颤振系统为例,研究发现,采用程序默认的相对误差来控制计算精度时,单周期极限环解出现了双周期和三周期;若修改相对误差的设定值则可提高控制精度,进而得到正确的解.因此,在用Runge-Kutta法自带ode45程序计算非线性动力系统极限环时,应特别注意对计算精度的设置.

多步Runge-Kutta方法的代数稳定性

本文获得了多步Runge—是Kutta方法代数稳定的一系列必要充分条件,其中多数结果可视为关于Radau I A、Radau ⅡA及Gauss型Runge—Kutta方法已有结果的推广。

数值方法中Runge-Kutta方法改进的探讨

根据一阶常微分方程数值解的收敛性与稳定性,从固步长的Runge-Kutta法出发,考虑变步长的Runge-Kutta法,讨论了3种改进算法,即折半步长Runge-Kutta法、Runge-Kutta-Fehlberg法和Zadunaisky方法.并且分别讨论了3种变步长的Runge-Kutta法的精度及效率.

一类隐式Runge-Kutta方法的并行算法

利用二级三阶的隐式Runge-Kutta方法,导出了一种适合于并行计算机求解常微分方程初值问题的三阶并行算法.在对该算法进行稳定性分析后,使用边界轨迹法画出了其绝对稳定性区域.

多步隐式Runge-Kutta方法的稳定性分析

本文对多步隐式Runge—Kutta方法进行数值稳定性分析。给出了广义压缩性及弱广义压缩性的概念,并导出了多步隐式Runge—Kutta方法为广义压缩的代数条件,最后还给出了数值例子。

一类新的显式Runge-Kutta法

对经典的Runge-Kutta法作了改进和完善,使得这类耗散型格式在保持原格式形式和计算精度不变的前提下变为平方守恒型格式,并在初步的数值试验中获得了与辛格式同等的效果,从而使得这类几乎要被淘汰的古典格式获得新生。

关于辛Runge-Kutta方法的几点注记

该文考察了一个标准辛Runge－Kutta方法经过一些很自然的变换后得到的新Runge-Kutta方法是否仍然是辛的．

一类非线性强刚性初值问题Runge-Kutta方法的定量收敛分析

获得Runge-Kutta方法关于一类非线性强刚性初值问题的一阶定量收敛结果