Метод Рунгe-Кутта-Мерсона

Мерсон предложил модификацию метода Рунге-Кутта четвертого порядка, позволяющую оценивать погрешность на каждом шаге и при­нимать решение об изменении шага. Схему Мерсона [22] с помощью эквивалентных преобразований приведем к виду, удобному для про­граммирования:

, (5.23)

где

 

 

 

 

 

Схема Мерсона требует на каждом шаге вычислять правую часть ОДУ в пяти точках, но за счет только одного дополнительного коэффи­циента kiпо сравнению с классической схемой Рунге-Кутта на каждом шаге можно определить погрешность решения Rпо формуле

. (5.24)

Для автоматического выбора шага интегрирования рекомендуется следующий критерий. Если абсолютное значение величины R, вычис­ленное по формуле (5.24), больше допустимой погрешности ε, то шаг hуменьшается в два раза и вычисления по схеме (5.23) повторяются с точки . Шаг hможно удвоить при выполнении условия:

32|R|< . (5.25)

Автоматический выбор шага позволяет значительно сократить вре­мя решения ОДУ. Схема (5.23) обобщается для решения системы ОДУ аналогично классической схеме Рунге-Кутта.