具有查询的高效 ODE 步进器Ff和∇ f∇f是有效率的

计算科学 参考请求
2021-12-18 07:12:28

假设我们有一个 IVPy(t)=f(t,y), 然后tff计算成本低。

进一步假设更多的衍生品计算起来并不便宜,或者由于某种原因无法访问,可能与 API 相关。

这种情况下最好的 ODE 步进器是什么?

泰勒级数方法可与O(h3)错误,但假设我们可以做得更好。

2个回答

没有一个典型的 ODE 积分器需要超过的一阶导数f. 事实上,所有显式方法,包括龙格-库塔方法,只需要了解f本身。隐式方法要求您求解一个非线性系统,其中f出现,这是使用牛顿方法的(变体)完成的,该方法只需要的一阶导数f.

换句话说,你永远不需要比你已经拥有的更多的东西。这为您留下了大量可能的方法。要选择您拥有的,您需要考虑 ODE 的属性(例如,刚性/非刚性、稳定/非稳定)以及是否需要使用显式或隐式积分器、您需要哪种顺序等。

这种方法通常称为“Obrechkoff 方法”或“Enright 方法”。一些示例由Enright设计,另一个由Wu设计,并由Huang 和 Innanen进行了审查。