Примеры расчетов

Примеры расчетов. Для анализа достоверности получаемых результатов рассмотрим следующие примеры 5.1.Решение одного дифференциального уравнения Первым этапом анализа достоверности была проверка правильности решения одного дифференциального уравнения. Полученное численное решение сравнивается с аналитическим. Пусть требуется решить уравнение при начальном условии y01 , 0 x 1 , и шаге интегрирования h0.1 . Это линейное уравнение, имеющее следующее точное решение которое поможет нам сравнить точность численного решения для случая с постоянным шагом, т.к. точность решений с переменным шагом выше. Результаты расчета представлены в Таблице 1 .Как видно из таблицы, отличие между численными и аналитическими решениями удовлетворительное даже для такого большого шага, и не превышает 2 . Теперь решим этот же пример тем же методом, но с переменным шагом. Получаем любопытные зависимости точности от выбора шага, а также шага сходимости которые носят периодический характер. Результаты исследования приведены в таблице 2 . Как мы видим, погрешность резко уменьшается с использованием метода с переменным шагом, и показывает очень высокую точность решения для численных методов, не превышающею 1 . Таблица 1 Таблица 2 Начальный шагМаксимальная погрешностьСведение к шагу 0.11.683 0.0250 0.011.163 0.0100 0.0010.744 0.0040 0.00010.568 0.0032 0.000010.451 0.0025 0.010.723 0.0040 0.010.578 0.0032 0.010.462 0.0026 0.010.740 0.0041 0.010.592 0.0033 0.010.473 0.0026 Иллюстрация решения данного дифференциального уравнения в виде графика приведена в Приложении 2 . 5.2.