Zastosowanie metody ESDIRK (Kennedy-Carpenter) do badania stanów nieustalonych w linii długiej
EN Implementation of ESDIRK (Kennedy-Carpenter) method for the purpose of transient states in long line investigation
2015
artykuł naukowy
polski
- linia długa
- równania różniczkowe
- metody półjawne ESDIRK
PL W pracy przedstawiono algorytm rozwiązania równań telegrafistów dla linii długiej niejednorodnej z automatycznym doborem kroku całkowania. Algorytm ten jest połączeniem metody różnic skończonych z półjawną metodą ESDIRK (Kennedy, C.A. - Carpenter, M.H.) zastosowaną do rozwiązywania bardzo rzadkiego układu równań linii długiej, polegającej na ograniczeniu się tylko do niezerowych elementów macierzy Jacobiego w procesie iteracyjnym całkowania. Takie podejście skutecznie skraca czas całkowania. Opisano konstrukcję programu w środowisku C# umożliwiającego rozwiązanie wielkich i rzadkich układów równań różniczkowych dla półjawnej metody ESDIRK. Skonstruowana biblioteka posiada możliwość zadawania układów nieliniowych równań różniczkowych rzadkich nie tylko w postaci funkcji wektorowej zmiennej wektorowej lecz również Jacobianu funkcji w postaci pełnej macierzy lub tylko jej niezerowych elementów. Zamieszczono przykład ilustrujący możliwości programu.
EN In this work an algorithm for solution of telegraph equations for a heterogeneous long line with an automatic selection of an integration step was presented. The proposed algorithm is a combination of a finite difference method with a half-explicit ESDIRK (Kennedy, C.A. - Carpenter, M.H.) method applied for the purpose of solving a very rare long line equations. The implementation of the proposed method relied on limitation to only non-zero elements of the Jacobi matrix in an iterative process of integration. Such approach successfully shortens the integration time. Also the construction of the application in C# was described, which enables to solve huge, rare differential equations for a half-explicit ESDIRK method. Also the developed library enables to set rare nonlinear differential equations not only in form of vector variable function but also as a Jacobian function in form of a full matrix or its non-zero elements. Also an example, which illustrates the potential of the application was included.
39 - 47
publiczny
9