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Métodos semi-implícitos y semi-explicitos de Adams-Bashforth-Moulton

Autores: Tutueva, Aleksandra; Karimov, Timur; Butusov, Denis

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Métodos semi-implícitos y semi-explicitos de Adams-Bashforth-Moulton


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Métodos de integración multietapa
Estabilidad
Integración implícita
Costos computacionales
Técnicas semi-implícitas
Solucionadores de EDO

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los métodos de integración multietapa son ampliamente utilizados en la simulación de sistemas dinámicos de alta dimensión debido a sus bajos costos computacionales. Sin embargo, la estabilidad de estos métodos disminuye con el aumento del orden de precisión, por lo que hay margen conocido para mejorar. Una de las posibles formas de aumentar la estabilidad es la integración implícita, pero esto conlleva un crecimiento suficiente en los costos computacionales. Recientemente, el desarrollo de técnicas semi-implícitas ha logrado un gran éxito en la construcción de solucionadores eficientes de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODE) de un solo paso. Por lo tanto, el desarrollo de métodos de integración multietapa semi-implícitos es de interés. En este documento, proponemos una solución sencilla para aumentar la eficiencia numérica de los métodos predictor-corrector de Adams-Bashforth-Moulton utilizando integración semi-implícita. Presentamos una descripción general de los métodos propuestos y mostramos explícitamente la superioridad de los solucionadores de ODE basados en métodos predictor-corrector semi-implícitos sobre sus contrapartes explícitas e implícitas. Para validar esto, se proporcionan gráficos de rendimiento para la simulación del oscilador de Van der Pol y el sistema caótico de Rossler con tamaño de paso fijo y variable. Los resultados obtenidos pueden aplicarse en el desarrollo de software de simulación avanzado.

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