scholarly journals PREDICTOR-CORRECTOR TECHNIQUE FOR IMPLEMENTING AN SIXTH ORDER IMPLICIT RUNGE-KUTTA METHOD

2021 ◽  
Vol 226 (15) ◽  
pp. 60-67
Author(s):  
Phạm Thị Thu Hằng

Bài báo này đưa ra hướng tiếp cận mới đối với bài toán xây dựng trình thực thi cho một lớp các phương pháp Runge-Kutta dạng ẩn. Phương pháp Runge-Kutta dạng ẩn được nghiên cứu cụ thể ở đây được phát triển dựa trên các đa thức Gauss-Legendre, phương pháp xuất hiện đầu tiên trong bài báo của J. C. Butcher (2009). Sự cải tiến mà hướng tiếp cận mới mang lại là rất hữu ích. Điều này có được do những lợi thế của phương pháp một bước dạng ẩn chỉ có ba bước, đặc biệt phù hợp với các bài toán stiff, với khối lượng tính toán nhỏ mà độ chính xác cao của một phương pháp bậc sáu, một bậc tương đối cao của sự hội tụ mà vẫn đảm bảo điều kiện bền vững. Chứng minh cho sự hội tụ của phương pháp này được ra. Hướng tiếp cận này cũng có thể áp dụng cho một phương pháp Runge-Kutta dạng ẩn khác được đưa ra với bậc thấp hơn được xây dựng dựa trên các đa thức Gauss-Legendre. Sự kết hợp giữa hướng tiếp cận mới và phương pháp sai phân dạng khối Off-step bậc sáu có thể mang đến sự hợp lý trong việc xấp xỉ các bài toán stiff. Phương pháp này cũng được nghiên cứu trong bài báo. Sau cùng, các so sánh thực nghiệm đưa ra nhằm minh họa cho sự ưu việt của hướng tiếp cận đạt được.

2014 ◽  
Author(s):  
Zacharoula Kalogiratou ◽  
Theodore Monovasilis ◽  
T. E. Simos

Author(s):  
Chao Yang ◽  
Duo Li ◽  
Tao Zhu ◽  
Shoune Xiao

The primary purpose of this paper was to choose appropriate time integration methods for the simulation of nonlinear railway vehicle systems. The nonlinear elements existing in railway vehicle systems were summarized, and the relevant mathematical expressions were provided. A newly developed integration method, which is the corrected explicit method of double time steps, was implemented in five typical nonlinear examples of nonlinear railway vehicle systems. The Newmark method, the Wilson-θ method, the Runge–Kutta method, the predictor-corrector Adams method, the Zhai method, and the precise integration method were also employed for comparison purpose. Finally, the scope of application of these methods was pointed out . The results show that the Newmark method and the Wilson-θ method should not be applied to nonlinear railway vehicle systems as these methods result in errors. In contrast to the predictor-corrector Adams method and the precise integration method, the Runge–Kutta method with error control (RK45) is not applicable to the non-smooth problems although the RK45 possesses high accuracy. In addition, the application of the RK45 and the predictor-corrector Adams method with error control may result in spurious tiny oscillation in the vehicle system related to nonlinear vertical wheel–rail forces. The corrected explicit method of double time steps, the Zhai method, the standard Runge–Kutta method, the precise integration method, the RK45, and the predictor-corrector Adams method which possess tight error tolerances are recommended for nonlinear railway vehicle systems according to the requirements of accuracy and computational efficiency.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document