当前位置:主页 > 科技论文 > 数学论文 >

两类随机Runge-Kutta方法的线性稳定性分析

发布时间:2018-03-06 19:27

  本文选题:随机微分方程 切入点:Runge-Kutta 出处:《上海师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随机微分方程的解析解一般难以求得,因此数值方法成为研究随机微分方程解的行为的主要工具之一,其中龙格库塔(Runge-Kutta)方法是求解随机微分方程的重要方法之一.另一方面,显格式的数值稳定性虽不如隐格式,但显格式具有更高的计算效率.其中,有一类基于Chebyshev多项式构造的显式Runge-Kutta方法具有良好的稳定性性质,但在某些位置该方法稳定域的宽度会缩小为零,而基于Legendre多项式构造的显式Runge-Kutta方法不存在这样的问题.这两种方法的数值稳定区域都随着Runge-Kutta方法阶段数的增加而扩大.针对随机微分方程,本文首先考虑显式随机Runge-Kutta Legendre方法,构造收敛阶分别为1/2阶与1阶的格式,并且分析了这些方法的线性均方稳定性,得到均方稳定性判别条件,并通过数值例子验证了我们的理论结果.然后针对随机时滞微分方程,我们运用离散半秧收敛定理分析了显式随机Runge-Kutta Chebyshev方法的几乎处处指数稳定性.
[Abstract]:The analytical solutions of stochastic differential equations are generally difficult to obtain, so numerical methods have become one of the main tools to study the behavior of stochastic differential equations, among which Runge-Kuttamethod is one of the important methods for solving stochastic differential equations. Although the numerical stability of explicit schemes is not as good as implicit schemes, explicit schemes have higher computational efficiency. Among them, a class of explicit Runge-Kutta methods based on Chebyshev polynomials have good stability. But at some point, the width of the stability region of the method shrinks to zero, However, the explicit Runge-Kutta method based on Legendre polynomials does not have such a problem. The numerical stability region of these two methods expands with the increase of the number of stages in the Runge-Kutta method. For stochastic differential equations, the explicit stochastic Runge-Kutta Legendre method is first considered in this paper. The schemes with convergence order of order 1/2 and order 1 are constructed, and the linear mean square stability of these methods is analyzed, and the criterion conditions of mean square stability are obtained. Numerical examples are given to verify our theoretical results. Then, for stochastic delay differential equations, we use the discrete semi-convergence theorem to analyze the almost everywhere exponential stability of explicit stochastic Runge-Kutta Chebyshev method.
【学位授予单位】:上海师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O241.8

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梅树立,陆启韶,张森文,金俐;ADAPTIVE INTERVAL WAVELET PRECISE INTEGRATION METHOD FOR PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2005年03期

2 ;ORDER RESULTS FOR ALGEBRAICALLY STABLEMONO-IMPLICIT RUNGE-KUTTA METHODS[J];Journal of Computational Mathematics;1999年06期

3 林永;;高次插值Runge现象的可视化教学初探[J];宿州学院学报;2008年05期

4 王仁川;Runge-Lenz矢量与反平方力场中质点的运动[J];大学物理;1986年04期

5 王飚,阮保庚;一类Runge-kutta方法的实现的策略[J];九江师专学报;1996年05期

6 赵双锁;基于半比例隐Runge-kutta方法的嵌入问题[J];高等学校计算数学学报;1990年04期

7 李银山,张年梅,杨桂通;1/3 SUBHARMONIC SOLUTION OF ELLIPTICAL SANDWICH PLATES[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2003年10期

8 刘福窑,伍歆,陆本魁;保持Runge-Lenz向量的数值方法[J];天文学报;2005年03期

9 楼智美,陈刚;关于Runge-Lenz矢量应用的探讨[J];浙江师大学报(自然科学版);2001年02期

10 余伟钧;;关于Runge-Lenz矢量的方向和大小的讨论[J];技术物理教学;2006年02期

相关会议论文 前8条

1 朱晓临;王子洁;李井刚;;两种半隐式三阶随机Runge-Kutta方法[A];第五届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2011年

2 ;Spurious Solutions of Runge-Kutta Methods for Delay Differential Equations[A];第九届全国微分方程数值方法暨第六届全国仿真算法学术会议论文集[C];2004年

3 ;H-stability of Runge-Kutta Methods with General Variable Stepsize for Pantograph Equation[A];第九届全国微分方程数值方法暨第六届全国仿真算法学术会议论文集[C];2004年

4 ;Symplectic Runge-Kutta Methods for The Linear Quadratic Regulator Problem[A];保结构算法2004离散变分和上同调及其在动力系统计算中的应用[C];2004年

5 焦予秦;;不可压和可压流动统一计算格式应用研究[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年

6 刘明珠;李冬松;;Runge-Kutta方法对于比例方程的渐近稳定性[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年

7 孙耿;;辛Runge-Kutta方法和扰动的Hamilton系统[A];保结构算法2004离散变分和上同调及其在动力系统计算中的应用[C];2004年

8 ;High-order time discretizations in seismic modeling[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第三卷)[C];2008年

相关博士学位论文 前3条

1 夏开封;高阶Runge-Kutta方法的构造及研究[D];上海师范大学;2017年

2 李计勇;二阶振荡微分方程数值方法研究[D];南京大学;2012年

3 吴志桥;L-稳定格式求解结构动力学方程和多体系统动力学方程[D];国防科学技术大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 钟娟;两类随机Runge-Kutta方法的线性稳定性分析[D];上海师范大学;2017年

2 杨国国;保持随机Hamilton系统辛结构和能量的任意阶数值方法[D];哈尔滨工业大学;2017年

3 邱明明;随机时滞微分方程显式Runge-Kutta方法的渐近稳定性[D];上海师范大学;2015年

4 韩明岗;误差校正和指数随机Runge-Kutta方法[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 孙瑞;非线性中立型泛函微分方程Runge-Kutta方法的稳定性分析[D];长沙理工大学;2014年

6 穆萨(Ibrahim Hussein Musa Tahir);生物微分方程的保结构数值方法[D];南京农业大学;2014年

7 钱永峰;线性离散型时滞系统的多导数Runge-Kutta方法[D];华中科技大学;2015年

8 郑起彪;近似保二次不变量的随机分块Runge-Kutta方法[D];哈尔滨工业大学;2017年

9 李云飞;几类求解分数阶微分方程的Runge-kutta方法[D];湘潭大学;2010年

10 秦军;Runge-Kutta法在求解微分方程模型中的应用[D];安徽大学;2010年



本文编号:1576162

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/1576162.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fd0a9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com