DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析

DLSODE是一个计算微分方程组的很好用用的程序包,在科研工作中常常会被使用,但是在使用当中会遇到一些小问题,总结如下,大家可以有兴趣看看:


如果某个程序直接拷贝到Microsoft Visual Studio Fortran的工程当中,编译会出现如下情况错误:

DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析_第1张图片

 

采用debug和release模式都不能解决,有些”If actual argument…dummy argument…”的问题是可以改为release模式消除的,但是如果想进行dubug模式来调试的话,这些错误无法克服,修改如下选项就可以实现调试:

 

项目,工程属性,FortranDiagnostics,选择 Check Routine Interfaces NO

基础知识:

Check Routine Interfaces:

IVF虚参和实参不一致,如何设置取消接口检查?

最近学习求解常微分方程的程序,从网上下了一个,但是程序里有一些用法是实参和虚参不一致,
这种用法在Powerstation4.0中可以正常运行,但是到了IVF中提示错误。

因为程序是老程序,模式比较固定,我目前是初学,修改起来比较费劲,所以我想求教一下:
有没有不修改程序,通过设置编译器的一些选项来是其在IVF里运行通过的。

补充一下程序段:
      CALL SSTODE (NEQ, Y,RWORK(LYH), NYH, RWORK(LYH), RWORK(LEWT),

     1  RWORK(LSAVF), RWORK(LACOR), RWORK(LWM), RWORK(LWM),
     2   F, JAC,SPRJS, SSOLSS)

 

错误提示:
  1        error #6633: The type of the actual argument differs fromthe type of the dummy argument.   [RWORK]       F:\fortran\LSODE example\OPKSMAIN.for       3443

 工程属性,Fortran,Diagnostics,选择 Check Routine Interfaces 为 NO

程序中的例子:

EXTERNAL  FEX, JEX
C        INTEGER  IOPT, IOUT, ISTATE, ITASK, ITOL, IWORK(23),LIW, LRW,
C       *         MF, NEQ
C        DOUBLEPRECISION  ATOL(3), RTOL, RWORK(58), T,TOUT, Y(3)
C        NEQ = 3
C        Y(1) = 1.D0
C        Y(2) = 0.D0
C        Y(3) = 0.D0
C        T = 0.D0
C        TOUT = .4D0
C        ITOL = 2
C        RTOL = 1.D-4
C        ATOL(1) = 1.D-6
C        ATOL(2) = 1.D-10
C        ATOL(3) = 1.D-6
C        ITASK = 1
C        ISTATE = 1
C        IOPT = 0
C        LRW = 58
C        LIW = 23
C        MF = 21
C        DO 40 IOUT = 1,12
C          CALL DLSODE (FEX,NEQ, Y, T, TOUT, ITOL, RTOL, ATOL, ITASK,
C       *               ISTATE, IOPT, RWORK, LRW, IWORK,LIW, JEX, MF)
C          WRITE(6,20)  T, Y(1), Y(2), Y(3)
C    20    FORMAT(' At t =',D12.4,'   y =',3D14.6)
C          IF (ISTATE .LT.0)  GO TO 80
C    40    TOUT = TOUT*10.D0
C        WRITE(6,60)  IWORK(11), IWORK(12), IWORK(13)
C    60  FORMAT(/' No. steps =',i4,',  No. f-s =',i4,',  No. J-s =',i4)
C        STOP
C    80  WRITE(6,90) ISTATE
C    90  FORMAT(///' Error halt.. ISTATE =',I3)
C        STOP
C        END
C
C        SUBROUTINE  FEX (NEQ, T, Y, YDOT)
C        INTEGER  NEQ
C        DOUBLEPRECISION  T, Y(3), YDOT(3)
C        YDOT(1) =-.04D0*Y(1) + 1.D4*Y(2)*Y(3)
C        YDOT(3) =3.D7*Y(2)*Y(2)
C        YDOT(2) = -YDOT(1)- YDOT(3)
C        RETURN
C        END
C
C        SUBROUTINE  JEX (NEQ, T, Y, ML, MU, PD, NRPD)
C        INTEGER  NEQ, ML, MU, NRPD
C        DOUBLEPRECISION  T, Y(3), PD(NRPD,3)
C        PD(1,1) = -.04D0
C        PD(1,2) = 1.D4*Y(3)
C        PD(1,3) = 1.D4*Y(2)
C        PD(2,1) = .04D0
C        PD(2,3) = -PD(1,3)
C        PD(3,2) = 6.D7*Y(2)
C        PD(2,2) = -PD(1,2)- PD(3,2)
C        RETURN
C        END
C
C     The output from thisprogram (on a Cray-1 in single precision)
C     is as follows.
C
C     At t =  4.0000e-01  y =  9.851726e-01  3.386406e-05 1.479357e-02
C     At t =  4.0000e+00  y =  9.055142e-01  2.240418e-05 9.446344e-02
C     At t =  4.0000e+01  y =  7.158050e-01  9.184616e-06 2.841858e-01
C     At t =  4.0000e+02  y =  4.504846e-01  3.222434e-06 5.495122e-01
C     At t =  4.0000e+03  y =  1.831701e-01  8.940379e-07 8.168290e-01
C     At t =  4.0000e+04  y =  3.897016e-02  1.621193e-07 9.610297e-01
C     At t =  4.0000e+05  y =  4.935213e-03  1.983756e-08 9.950648e-01
C     At t =  4.0000e+06  y =  5.159269e-04  2.064759e-09 9.994841e-01
C     At t =  4.0000e+07  y =  5.306413e-05  2.122677e-10 9.999469e-01
C     At t =  4.0000e+08  y =  5.494530e-06  2.197825e-11 9.999945e-01
C     At t =  4.0000e+09  y =  5.129458e-07  2.051784e-12 9.999995e-01
C     At t =  4.0000e+10  y = -7.170603e-08 -2.868241e-13 1.000000e+00
C
C     No. steps = 330,  No. f-s = 405,  No. J-s = 69

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源程序代码,必须考虑到这是一个刚性问题,一下子就到了步数极限

DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析_第2张图片

DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析_第3张图片



NDSolve::ndsz: At t == 0.0014325942563598777`, step size iseffectively zero; singularity or stiff system suspected.>>

Input value {0.020428571428571428`} lies outsidethe range of data in the interpolating function. Extrapolation will be used.>>

 

例子当中的问题是个刚性系统问题,所以在程序中采用10模式,不需要雅克比函数,但是结果不准确,发散。

如果采用fm=10模式:

DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析_第4张图片

t=0.1048d+03就执行了500000步,尽管这几部得到的结果依旧还是没有错误的,但是很显然,演化时间很短就执行了极大的步数,使得程序结束,实际上,从前面mathmatic计算的结果可以看出来,如果不采用特殊的计算方法,计算结果也是发散的,错误的。

如果采用fm=21模式,则采用比如线性多步法求解,明显收敛,步数很少

DLSODE 计算微分方程组会遇到的一些问题解析_第5张图片

时间结束t=0.4d+11的时候,才执行330步,结果完美。所以对于刚性系统的话,fm=10的方法是不恰当的,包括mathmatic普通的NDSolve函数也是无法求解的。需要稍微注意下。



 

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