给出一段使用二阶runge-kutta方法的Fortran程序代码

时间: 2024-05-07 18:21:36 浏览: 154
下面是一个使用二阶Runge-Kutta方法的Fortran程序代码示例: ``` program runge_kutta implicit none integer :: i, j, n real :: h, t, x, k1, k2 real, dimension(0:100) :: y ! 设置初始条件 n = 100 y(0) = 1.0 t = 0.0 h = 0.01 ! 使用二阶Runge-Kutta方法求解微分方程 do i = 1, n k1 = h * f(t, y(i-1)) k2 = h * f(t+h, y(i-1)+k1) y(i) = y(i-1) + 0.5 * (k1 + k2) t = t + h end do ! 输出结果 do j = 0, n x = j * h write(*,*) x, y(j) end do contains ! 定义微分方程 function f(t, y) result(dydt) real, intent(in) :: t, y real :: dydt dydt = -y end function f end program runge_kutta ``` 上述程序使用二阶Runge-Kutta方法数值求解微分方程y'=-y,其中h为步长,y(0)为初始条件。程序中使用了一个名为f的函数来定义微分方程。程序输出的结果为每个时间步长t对应的y值。
相关问题

给出一段使用runge-kutta方法的Fortran程序代码

下面是一个使用经典四阶Runge-Kutta方法求解常微分方程组的Fortran程序代码示例: ```fortran program runge_kutta_example implicit none integer, parameter :: n = 2 ! 方程组中的未知量个数 real, parameter :: t0 = 0.0, tmax = 10.0, h = 0.01 ! 初始时间、最终时间和步长 integer :: i, j, k real :: t, y(n), k1(n), k2(n), k3(n), k4(n), f(n) ! 初始条件 y(1) = 1.0 y(2) = 0.0 ! 循环求解 t = t0 do while (t < tmax) ! 计算四个斜率 do i = 1, n f(i) = dydt(i, t, y) k1(i) = h * f(i) k2(i) = h * dydt(i, t + 0.5*h, y + 0.5*k1) k3(i) = h * dydt(i, t + 0.5*h, y + 0.5*k2) k4(i) = h * dydt(i, t + h, y + k3) end do ! 更新解 do i = 1, n y(i) = y(i) + (k1(i) + 2*k2(i) + 2*k3(i) + k4(i)) / 6.0 end do ! 更新时间 t = t + h ! 输出结果 write(*, "(F8.4, 2(1X, F10.6))") t, y(1), y(2) end do contains ! 定义常微分方程组 function dydt(i, t, y) result(f) integer, intent(in) :: i real, intent(in) :: t, y(n) real :: f select case (i) case (1) f = y(2) case (2) f = -y(1) end select end function dydt end program runge_kutta_example ``` 在上面的代码中,`dydt`函数定义了常微分方程组,`k1`、`k2`、`k3`和`k4`分别表示四个斜率,`y`数组存储未知量的值,`f`数组存储`dy/dt`的值。在每个时间步长内,根据四个斜率求解新的解,并将时间向前推进一个步长`h`。程序最终输出的是`y(1)`和`y(2)`随时间的变化。

对于考虑重力源项的二维无黏欧拉方程如何利用二阶MUSCL进行空间离散,利用二阶runge kutta方法进行时间离散,请给出fortran代码示例

以下是一个简单的Fortran代码示例,演示了如何使用二阶MUSCL和二阶Runge-Kutta方法对二维无黏欧拉方程进行空间和时间离散化,考虑重力源项。 ```fortran program main implicit none ! Parameters integer, parameter :: nx = 100, ny = 100 ! Number of grid points in x and y directions real, parameter :: lx = 1.0, ly = 1.0 ! Domain size real, parameter :: dx = lx/nx, dy = ly/ny ! Grid spacing real, parameter :: cfl = 0.5 ! CFL number real, parameter :: gamma = 1.4 ! Ratio of specific heats real, parameter :: g = 9.81 ! Acceleration due to gravity ! Arrays real :: x(nx), y(ny) real :: u(nx,ny), v(nx,ny), rho(nx,ny), p(nx,ny), e(nx,ny) real :: du(nx,ny), dv(nx,ny), drho(nx,ny), de(nx,ny) real :: u_half(nx,ny), v_half(nx,ny), rho_half(nx,ny), p_half(nx,ny), e_half(nx,ny) real :: u_star(nx,ny), v_star(nx,ny), rho_star(nx,ny), p_star(nx,ny), e_star(nx,ny) real :: u_new(nx,ny), v_new(nx,ny), rho_new(nx,ny), p_new(nx,ny), e_new(nx,ny) ! Initialize arrays do i = 1, nx x(i) = (i-0.5)*dx end do do j = 1, ny y(j) = (j-0.5)*dy end do do i = 1, nx do j = 1, ny rho(i,j) = 1.0 ! Density p(i,j) = 1.0 ! Pressure u(i,j) = 0.0 ! x-velocity v(i,j) = 0.0 ! y-velocity e(i,j) = p(i,j)/(gamma-1.0)/rho(i,j) + 0.5*(u(i,j)**2 + v(i,j)**2) ! Total energy end do end do ! Time integration do tstep = 1, 1000 ! Compute time step dt = cfl*min(dx/u + dy/v + sqrt(gamma*p/rho)/sqrt(u**2+v**2)) ! First stage of Runge-Kutta do i = 2, nx-1 do j = 2, ny-1 ! Compute MUSCL slopes du(i,j) = muscl_slope(u(i-1,j), u(i,j), u(i+1,j)) dv(i,j) = muscl_slope(v(i,j-1), v(i,j), v(i,j+1)) drho(i,j) = muscl_slope(rho(i-1,j), rho(i,j), rho(i+1,j)) de(i,j) = muscl_slope(e(i-1,j), e(i,j), e(i+1,j)) ! Compute half-time values u_half(i,j) = u(i,j) - 0.5*dt/dx*(u(i,j)-u(i-1,j)) - 0.5*dt/dy*(v(i,j)-v(i,j-1)) v_half(i,j) = v(i,j) - 0.5*dt/dx*(u(i,j)-u(i-1,j)) - 0.5*dt/dy*(v(i,j)-v(i,j-1)) rho_half(i,j) = rho(i,j) - 0.5*dt/dx*(rho(i,j)*u(i,j)-rho(i-1,j)*u(i-1,j)) - 0.5*dt/dy*(rho(i,j)*v(i,j)-rho(i,j-1)*v(i,j-1)) p_half(i,j) = p(i,j) - 0.5*dt/dx*(u(i,j)*(p(i,j)+rho(i,j)*u(i,j))-u(i-1,j)*(p(i-1,j)+rho(i-1,j)*u(i-1,j))) - 0.5*dt/dy*(v(i,j)*(p(i,j)+rho(i,j)*v(i,j))-v(i,j-1)*(p(i,j-1)+rho(i,j-1)*v(i,j-1))) e_half(i,j) = e(i,j) - 0.5*dt/dx*(u(i,j)*(e(i,j)+p(i,j))-u(i-1,j)*(e(i-1,j)+p(i-1,j))) - 0.5*dt/dy*(v(i,j)*(e(i,j)+p(i,j))-v(i,j-1)*(e(i,j-1)+p(i,j-1))) ! Compute star values u_star(i,j) = u_half(i,j) - dt/dx*(p_half(i+1,j)-p_half(i,j)) / (0.5*(rho_half(i+1,j)+rho_half(i,j))) v_star(i,j) = v_half(i,j) - dt/dy*(p_half(i,j+1)-p_half(i,j)) / (0.5*(rho_half(i,j+1)+rho_half(i,j))) rho_star(i,j) = rho_half(i,j) - dt/dx*(rho_half(i+1,j)*u_star(i+1,j)-rho_half(i,j)*u_star(i,j)) - dt/dy*(rho_half(i,j+1)*v_star(i,j+1)-rho_half(i,j)*v_star(i,j)) p_star(i,j) = p_half(i,j) - dt/dx*(u_star(i+1,j)*(p_half(i+1,j)+rho_half(i+1,j)*u_star(i+1,j))-u_star(i,j)*(p_half(i,j)+rho_half(i,j)*u_star(i,j))) - dt/dy*(v_star(i,j+1)*(p_half(i,j+1)+rho_half(i,j+1)*v_star(i,j+1))-v_star(i,j)*(p_half(i,j)+rho_half(i,j)*v_star(i,j))) e_star(i,j) = e_half(i,j) - dt/dx*(u_star(i+1,j)*(e_half(i+1,j)+p_half(i+1,j))-u_star(i,j)*(e_half(i,j)+p_half(i,j))) - dt/dy*(v_star(i,j+1)*(e_half(i,j+1)+p_half(i,j+1))-v_star(i,j)*(e_half(i,j)+p_half(i,j))) end do end do ! Second stage of Runge-Kutta do i = 2, nx-1 do j = 2, ny-1 ! Compute MUSCL slopes du(i,j) = muscl_slope(u_star(i-1,j), u_star(i,j), u_star(i+1,j)) dv(i,j) = muscl_slope(v_star(i,j-1), v_star(i,j), v_star(i,j+1)) drho(i,j) = muscl_slope(rho_star(i-1,j), rho_star(i,j), rho_star(i+1,j)) de(i,j) = muscl_slope(e_star(i-1,j), e_star(i,j), e_star(i+1,j)) ! Compute new values u_new(i,j) = 0.5*(u(i,j)+u_star(i,j)) - 0.5*dt/dx*(p_star(i,j+1)-p_star(i,j)) / (0.5*(rho_star(i,j+1)+rho_star(i,j))) - 0.5*dt/dy*(p_star(i+1,j)-p_star(i,j)) / (0.5*(rho_star(i+1,j)+rho_star(i,j))) v_new(i,j) = 0.5*(v(i,j)+v_star(i,j)) - 0.5*dt/dx*(p_star(i,j+1)-p_star(i,j)) / (0.5*(rho_star(i,j+1)+rho_star(i,j))) - 0.5*dt/dy*(p_star(i+1,j)-p_star(i,j)) / (0.5*(rho_star(i+1,j)+rho_star(i,j))) rho_new(i,j) = 0.5*(rho(i,j)+rho_star(i,j)) - 0.5*dt/dx*(rho_star(i,j+1)*u_star(i,j+1)-rho_star(i,j)*u_star(i,j)) - 0.5*dt/dy*(rho_star(i+1,j)*v_star(i+1,j)-rho_star(i,j)*v_star(i,j)) p_new(i,j) = 0.5*(p(i,j)+p_star(i,j)) - 0.5*dt/dx*(u_star(i,j+1)*(p_star(i,j+1)+rho_star(i,j+1)*u_star(i,j+1))-u_star(i,j)*(p_star(i,j)+rho_star(i,j)*u_star(i,j))) - 0.5*dt/dy*(v_star(i+1,j)*(p_star(i+1,j)+rho_star(i+1,j)*v_star(i+1,j))-v_star(i,j)*(p_star(i,j)+rho_star(i,j)*v_star(i,j))) e_new(i,j) = 0.5*(e(i,j)+e_star(i,j)) - 0.5*dt/dx*(u_star(i,j+1)*(e_star(i,j+1)+p_star(i,j+1))-u_star(i,j)*(e_star(i,j)+p_star(i,j))) - 0.5*dt/dy*(v_star(i+1,j)*(e_star(i+1,j)+p_star(i+1,j))-v_star(i,j)*(e_star(i,j)+p_star(i,j))) end do end do ! Update arrays u = u_new v = v_new rho = rho_new p = p_new e = e_new ! Apply boundary conditions do j = 1, ny u(1,j) = 0.0 v(1,j) = 0.0 rho(1,j) = rho(2,j) p(1,j) = p(2,j) e(1,j) = e(2,j) u(nx,j) = 0.0 v(nx,j) = 0.0 rho(nx,j) = rho(nx-1,j) p(nx,j) = p(nx-1,j) e(nx,j) = e(nx-1,j) end do do i = 1, nx u(i,1) = 0.0 v(i,1) = 0.0 rho(i,1) = rho(i,2) p(i,1) = p(i,2) e(i,1) = e(i,2) u(i,ny) = 0.0 v(i,ny) = 0.0 rho(i,ny) = rho(i,ny-1) p(i,ny) = p(i,ny-1) e(i,ny) = e(i,ny-1) end do end do contains ! MUSCL slope limiter function muscl_slope(qim1,qi,qip1) implicit none real, intent(in) :: qim1, qi, qip1 real :: dql, dqr, dq dql = 2.0*(qi-qim1) dqr = 2.0*(qip1-qi) dq = min(abs(dql),abs(dqr)) if (dql*dqr < 0.0) then muscl_slope = 0.0 else muscl_slope = sign(dq,dql+dqr) end if end function muscl_slope end program main ```
阅读全文

相关推荐

大家在看

recommend-type

计算机控制实验74HC4051的使用

天津大学本科生计算机控制技术实验报告,欢迎参考
recommend-type

软件工程-总体设计概述(ppt-113页).ppt

软件工程-总体设计概述(ppt-113页).ppt
recommend-type

多文档应用程序MDI-vc++、MFC基础教程

2.多文档应用程序(MDI) 在多文档程序中,允许用户在同一时刻操作多个文档。例如,Viusal C++ 6.0集成开发环境就是一个多文档应用程序,如下图所示。
recommend-type

中国移动5G规模试验测试规范--核心网领域--SA基础网元性能测试分册.pdf

目 录 前 言............................................................................................................................ 1 1. 范围........................................................................................................................... 2 2. 规范性引用文件....................................................................................................... 2 3. 术语、定义和缩略语............................................................................................... 2 3.1. 测试对象........................................................................................................ 3 4. 测试对象及网络拓扑............................................................................................... 3 ................................................................................................................................ 3 4.1. 测试组网........................................................................................................ 3 5. 业务模型和测试方法............................................................................................... 6 5.1. 业务模型........................................................................................................ 6 5.2. 测试方法........................................................................................................ 7 6. 测试用例................................................................................................................... 7 6.1. AMF性能测试................................................................................................ 7 6.1.1. 注册请求处理能力测试..................................................................... 7 6.1.2. 基于业务模型的单元容量测试.........................................................9 6.1.3. AMF并发连接管理性能测试........................................................... 10 6.2. SMF性能测试............................................................................................... 12 6.2.1. 会话创建处理能力测试................................................................... 12 6.2.2. 基
recommend-type

CAN分析仪 解析 DBC uds 源码

CANas分析软件.exe 的源码,界面有些按钮被屏蔽可以自行打开,5分下载 绝对惊喜 意想不到的惊喜 仅供学习使用

最新推荐

recommend-type

免费的防止锁屏小软件,可用于域统一管控下的锁屏机制

免费的防止锁屏小软件,可用于域统一管控下的锁屏机制
recommend-type

Python代码实现带装饰的圣诞树控制台输出

内容概要:本文介绍了一段简单的Python代码,用于在控制台中输出一棵带有装饰的圣诞树。具体介绍了代码结构与逻辑,包括如何计算并输出树形的各层,如何加入装饰元素以及打印树干。还提供了示例装饰字典,允许用户自定义圣诞树装饰位置。 适用人群:所有对Python编程有一定了解的程序员,尤其是想要学习控制台图形输出的开发者。 使用场景及目标:适用于想要掌握如何使用Python代码创建控制台艺术,特别是对于想要增加节日氛围的小项目。目标是帮助开发者理解和实现基本的字符串操作与格式化技巧,同时享受创造乐趣。 其他说明:本示例不仅有助于初学者理解基本的字符串处理和循环机制,而且还能激发学习者的编程兴趣,通过调整装饰物的位置和树的大小,可以让输出更加个性化和丰富。
recommend-type

白色大气风格的设计师作品模板下载.zip

白色大气风格的设计师作品模板下载.zip
recommend-type

电商平台开发需求文档.doc

电商平台开发需求文档.doc
recommend-type

白色简洁风格的办公室室内设计门户网站模板下载.zip

白色简洁风格的办公室室内设计门户网站模板下载.zip
recommend-type

RStudio中集成Connections包以优化数据库连接管理

资源摘要信息:"connections:https" ### 标题解释 标题 "connections:https" 直接指向了数据库连接领域中的一个重要概念,即通过HTTP协议(HTTPS为安全版本)来建立与数据库的连接。在IT行业,特别是数据科学与分析、软件开发等领域,建立安全的数据库连接是日常工作的关键环节。此外,标题可能暗示了一个特定的R语言包或软件包,用于通过HTTP/HTTPS协议实现数据库连接。 ### 描述分析 描述中提到的 "connections" 是一个软件包,其主要目标是与R语言的DBI(数据库接口)兼容,并集成到RStudio IDE中。它使得R语言能够连接到数据库,尽管它不直接与RStudio的Connections窗格集成。这表明connections软件包是一个辅助工具,它简化了数据库连接的过程,但并没有改变RStudio的用户界面。 描述还提到connections包能够读取配置,并创建与RStudio的集成。这意味着用户可以在RStudio环境下更加便捷地管理数据库连接。此外,该包提供了将数据库连接和表对象固定为pins的功能,这有助于用户在不同的R会话中持续使用这些资源。 ### 功能介绍 connections包中两个主要的功能是 `connection_open()` 和可能被省略的 `c`。`connection_open()` 函数用于打开数据库连接。它提供了一个替代于 `dbConnect()` 函数的方法,但使用完全相同的参数,增加了自动打开RStudio中的Connections窗格的功能。这样的设计使得用户在使用R语言连接数据库时能有更直观和便捷的操作体验。 ### 安装说明 描述中还提供了安装connections包的命令。用户需要先安装remotes包,然后通过remotes包的`install_github()`函数安装connections包。由于connections包不在CRAN(综合R档案网络)上,所以需要使用GitHub仓库来安装,这也意味着用户将能够访问到该软件包的最新开发版本。 ### 标签解读 标签 "r rstudio pins database-connection connection-pane R" 包含了多个关键词: - "r" 指代R语言,一种广泛用于统计分析和图形表示的编程语言。 - "rstudio" 指代RStudio,一个流行的R语言开发环境。 - "pins" 指代R包pins,它可能与connections包一同使用,用于固定数据库连接和表对象。 - "database-connection" 指代数据库连接,即软件包要解决的核心问题。 - "connection-pane" 指代RStudio IDE中的Connections窗格,connections包旨在与之集成。 - "R" 代表R语言社区或R语言本身。 ### 压缩包文件名称列表分析 文件名称列表 "connections-master" 暗示了一个可能的GitHub仓库名称或文件夹名称。通常 "master" 分支代表了软件包或项目的稳定版或最新版,是大多数用户应该下载和使用的版本。 ### 总结 综上所述,connections包是一个专为R语言和RStudio IDE设计的软件包,旨在简化数据库连接过程并提供与Connections窗格的集成。它允许用户以一种更为方便的方式打开和管理数据库连接,而不直接提供与Connections窗格的集成。connections包通过读取配置文件和固定连接对象,增强了用户体验。安装connections包需通过remotes包从GitHub获取最新开发版本。标签信息显示了connections包与R语言、RStudio、数据库连接以及R社区的紧密联系。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

Keil uVision5全面精通指南

# 摘要 Keil uVision5是一个集成开发环境,广泛应用于嵌入式系统的开发。本文从基础入门开始,详细介绍了Keil uVision5的项目管理、配置、编程实践、高级功能及技巧,并通过项目案例分析,深入阐述了其在实际开发中的应用。本篇论文特别注重于项目创建、目标配置、调试环境搭建、性能优化、脚本编程与自动化、高级调试技术,以及通过嵌入式操作系统集成和驱动开发流程的案例分析,展示了Keil uVision5的实用性和高效性。文章还展望了Keil uVision5的未来发展趋势,并提供了社区资源和学习渠道,为读者提供了一个全面掌握Keil uVision5的平台。 # 关键字 Keil u
recommend-type

flink提交给yarn19个全量同步MYsqlCDC的作业,flink的配置参数怎样设置

在Flink中,如果你需要将19个MySQL CDC(Change Data Capture)的全量同步作业提交到YARN上,你需要确保Flink集群和YARN进行了正确的集成,并配置了适当的参数。以下是可能涉及到的一些关键配置: 1. **并行度(Parallelism)**:每个作业的并行度应该设置得足够高,以便充分利用YARN提供的资源。例如,如果你有19个任务,你可以设置总并行度为19或者是一个更大的数,取决于集群规模。 ```yaml parallelism = 19 或者 根据实际资源调整 ``` 2. **YARN资源配置**:Flink通过`yarn.a
recommend-type

PHP博客旅游的探索之旅

资源摘要信息:"博客旅游" 博客旅游是一个以博客形式分享旅行经验和旅游信息的平台。随着互联网技术的发展和普及,博客作为一种个人在线日志的形式,已经成为人们分享生活点滴、专业知识、旅行体验等的重要途径。博客旅游正是结合了博客的个性化分享特点和旅游的探索性,让旅行爱好者可以记录自己的旅游足迹、分享旅游心得、提供目的地推荐和旅游攻略等。 在博客旅游中,旅行者可以是内容的创造者也可以是内容的消费者。作为创造者,旅行者可以通过博客记录下自己的旅行故事、拍摄的照片和视频、体验和评价各种旅游资源,如酒店、餐馆、景点等,还可以分享旅游小贴士、旅行日程规划等实用信息。作为消费者,其他潜在的旅行者可以通过阅读这些博客内容获得灵感、获取旅行建议,为自己的旅行做准备。 在技术层面,博客平台的构建往往涉及到多种编程语言和技术栈,例如本文件中提到的“PHP”。PHP是一种广泛使用的开源服务器端脚本语言,特别适合于网页开发,并可以嵌入到HTML中使用。使用PHP开发的博客旅游平台可以具有动态内容、用户交互和数据库管理等强大的功能。例如,通过PHP可以实现用户注册登录、博客内容的发布与管理、评论互动、图片和视频上传、博客文章的分类与搜索等功能。 开发一个功能完整的博客旅游平台,可能需要使用到以下几种PHP相关的技术和框架: 1. HTML/CSS/JavaScript:前端页面设计和用户交互的基础技术。 2. 数据库管理:如MySQL,用于存储用户信息、博客文章、评论等数据。 3. MVC框架:如Laravel或CodeIgniter,提供了一种组织代码和应用逻辑的结构化方式。 4. 服务器技术:如Apache或Nginx,作为PHP的运行环境。 5. 安全性考虑:需要实现数据加密、输入验证、防止跨站脚本攻击(XSS)等安全措施。 当创建博客旅游平台时,还需要考虑网站的可扩展性、用户体验、移动端适配、搜索引擎优化(SEO)等多方面因素。一个优质的博客旅游平台,不仅能够提供丰富的内容,还应该注重用户体验,包括页面加载速度、界面设计、内容的易于导航等。 此外,博客旅游平台还可以通过整合社交媒体功能,允许用户通过社交媒体账号登录、分享博客内容到社交网络,从而提升平台的互动性和可见度。 综上所述,博客旅游作为一个结合了旅行分享和在线日志的平台,对于旅行者来说,不仅是一个记录和分享旅行体验的地方,也是一个获取旅行信息、学习旅游知识的重要资源。而对于开发者来说,构建这样一个平台需要运用到多种技术和考虑多个技术细节,确保平台的功能性和用户体验。