2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 метод рунге-кутта для СДУ со стохастическими членами
Сообщение30.12.2011, 20:32 


30/12/11
4
Здравствуйте.
Вопрос мой касается численного решения системы дифференциальных уравнений в которых присутствует стохастический член.
Конкретно, решаемая система выглядит следующим образом:
\[\left\{\begin{array}{lcl}\frac{dx}{dt}&=&f_1(x,y,z),\\
\frac{dy}{dt}&=&f_2(x,y,z),\\
\frac{dz}{dt}&=&f_3(x,y,z)+\xi(t).
\end{array}\right. \]
где $\xi(t)$ - белый шум: $\langle\xi(t)\xi(t+\tau)\rangle=2D\delta(\tau)$.

По началу система решалась в пакете Mathematica для чего белый шум моделировался суммой косинусов со случайными частотами и фазами, но полученные результаты мне кажутся не очень достоверными.
Далее, написал программу на Си, в которой используется метод Рунге-Кутта, взятый мной из одной статьи.

Схема заключается в следующем:
\[
   \begin{split}
     x_{n+1}=x_n+\frac{1}{2}h(k_1^x+k_2^x),\\
     y_{n+1}=y_n+\frac{1}{2}h(k_1^y+k_2^y),\\
     z_{n+1}=z_n+\frac{1}{2}h(k_1^z+k_2^z)+\sqrt{2Dh}\phi,\\
   \end{split}
\]
где $h$ - шаг сетки, $\phi$ - случайная величина, распределенная по гауссову закону с нулевым средним и дисперсией единица, соответствующие коэффициенты:

$k_1^x = f_1(x_n, y_n,z_n),\quad{}k_1^y = f_2(x_n, y_n,z_n),\quad{}k_1^z = f_3(x_n, y_n,z_n)$

\[
         \begin{split}
           k_2^x=f_1(x_n+h k_1^x, y_n+h k_1^y,z_n+h k_1^z+\sqrt{2Dh}\phi),\\
           k_2^y=f_2(x_n+h k_1^x, y_n+h k_1^y,z_n+h k_1^z+\sqrt{2Dh}\phi),\\
           k_2^z=f_3(x_n+h k_1^x, y_n+h k_1^y,z_n+h k_1^z+\sqrt{2Dh}\phi).\\
         \end{split}
\]

Проверка решений на соответствие некоторым аналитическим формулам, полученным при определенных приближениях, показало состоятельность указанной схемы. Однако, в общем случае численное решение существенно расходится с аналитическим результатом.

Мой вопрос состоит в следующем: правильно ли я написал схему? До этого я пролистал несколько книг по численным методам для стохастических уравнений, но они для меня слишком математизированные, т.е. слишком сложны в плане получения требуемой схемы. Помогите, пожалуйста, с ответом.

P.S.: С Наступающим Новым Годом, друзья!

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group