Calcul scientifique/Resolution de problème avec condition initiale

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[modifier] Problème de Cauchy

On parle de problème de Cauchy si l'on a une équation différentielle et des conditions initiales (CI)

[modifier] Méthode d'Euler explicite ou schéma progressif

Le schéma d’Euler progressif est un schéma explicite, car il permet de calculer un + 1 en fonction de un explicitement : u_{n+1} = u_n + h \cdot f(t_n , u_n)

[modifier] Méthode d'Euler implicite ou schéma rétrograde

Le schéma d’Euler rétrograde est un schéma implicite, car un + 1 est défini implicitement en fonction de un : u_{n+1} = u_n + h \cdot  f(t_{n+1} , u_{n+1})

En général, il faut donc résoudre une équation non-linéaire à chaque pas de temps. La méthode de Newton est souvent utilisée pour cela.

[modifier] Méthode de Cranck-Nicolson

Un autre schéma de résolution qui offre une bonne convergence : u_{n+1} = u_n + \frac{h}{2} \cdot [f(t_{n} , u_{n}) + f(t_{n+1} , u_{n+1})]

[modifier] Méthode de Heun

Une spécialisation du schéma de Cranck-Nicolson dans lequel on explicite un + 1 comme dans la méthode d'Euler explicite u_{n+1} = u_n + h \cdot  f(t_n , u_n)  :

u_{n+1} = u_n + \frac{h}{2} \cdot  [f(t_{n} , u_{n}) + f(t_{n+1} , u_n + h \cdot  f(t_n , u_n)  )]