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Zur numerischen Behandlung gestörter Verzweigungsprobleme bei gewöhnlichen Differentialgleichungen

On the numerical treatment of perturbed bifurcation problems for ordinary differential equations

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Zusammenfassung

Wir geben eine Möglichkeit der numerischen Behandlung von gestörten Verzweigungsproblemen bei Randwertaufgaben gewöhnlicher Differentialgleichungen mit Standardverfahren an. Dies gelingt mit Hilfe von Umparametrisierungen nach Störungsparametern und durch Aufstellung geeigneter regulärer Randwertaufgaben. Ein numerisches Beispiel — ein spezielles Stabknickungsproblem —belegt die Wirksamkeit unserer Methode.

Abstract

We present a method for the numerical solution of perturbed bifurcation problems of boundary-value problems for ordinary differential equations by standard techniques. This is achieved by reparametrisation by perturbation parameters and definition of appropriate boundary-value problems which have isolated solutions. The efficiency of the method is demonstrated by a numerical example —a special rod buckling problem.

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Literatur

  1. Atkinson, K. E.: The numerical solution of a bifurcation problem. SIAM J. Numer. Anal.14, 584–599 (1977).

    Google Scholar 

  2. Chow, S.-N., Hale, J. K., Mallet-Paret, J.: Applications of generic bifurcation I, II. Arch. Rational Mech. Anal.59, 159–188 (1975),62, 209–235 (1976).

    Google Scholar 

  3. Cohen, D. S.: Multiple solutions of nonlinear partial differential equations, in: Nonlinear problems in the physical sciences and biology (Stakgold, I., Joseph, D., Sattinger, D., eds.). (Lecture Notes in Mathematics, Vol. 322.) Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1973.

    Google Scholar 

  4. Hofmann, W., Voss, H.: Über die Konvergenz von Shooting-Verfahren. Computing16, 49–60 (1976).

    Google Scholar 

  5. Keener, J. P.: Perturbed bifurcation theory at multiple eigenvalues. Arch. Rational Mech. Anal.56, 348–366 (1974).

    Google Scholar 

  6. Keener, J. P.: Buckling imperfection sensitivity of columns and spherical caps. Quarterly of Appl. Math.32, 173–188 (1974).

    Google Scholar 

  7. Keener, J. P., Keller, H. B.: Perturbed bifurcation theory. Arch. Rational Mech. Anal.50, 159–175 (1974).

    Google Scholar 

  8. Keller, H. B.: Accurate difference methods for linear ordinary differential systems subject to linear constraints. SIAM J. Numer. Anal.6, 8–30 (1969).

    Google Scholar 

  9. Keller, H. B.: Accurate difference methods for nonlinear two-point boundary value problems. SIAM J. Numer. Anal.11, 305–320 (1974).

    Google Scholar 

  10. Keller, H. B.: Numerical solution of bifurcation and nonlinear eigenvalue problems, in: Applications of bifurcation theory (Rabinowitz, P. H., ed.) New York-London: Academic Press 1977.

    Google Scholar 

  11. Langford, W. F.: Numerical solution of bifurcation problems for ordinary differential equations. Numer. Math.28, 171–190 (1977).

    Google Scholar 

  12. Langford, W. F.: A shooting algorithm for the best least squares solution of two-point boundary value problems. SIAM J. Numer. Anal.14, 527–542 (1977).

    Google Scholar 

  13. Reid, W. T.: Generalized Greens' matrices for two-point boundary value problems. SIAM J. Appl. Math.15, 856–870 (1967).

    Google Scholar 

  14. Rheinboldt W. C.: Numerical methods for a class of finite dimensional bifurcation problems. SIAM J. Numer. Anal.15, 1–11 (1978).

    Google Scholar 

  15. Scheurle, J.: Ein selektives Projektions-Iterationsverfahren und Anwendungen auf Verzweigungsprobleme. Numer. Math.29, 11–35 (1977).

    Google Scholar 

  16. Weber, H.: Numerical treatment of bifurcation problems for ordinary differential equations. Numer. Math.32, 17–29 (1979).

    Google Scholar 

  17. Weber, H.: Numerische Behandlung von Verzweigungsproblemen bei gewöhnlichen Randwertaufgaben (Intern. Ser. Numer. Math., Vol. 48), pp. 176–190. Basel: Birkhäuser 1980.

    Google Scholar 

  18. Weber, H.: Numerische Behandlung von Verzweigungsproblemen bei Randwertaufgaben gewöhnlicher Differentialgleichungen. Dissertation, Mainz, 1978.

  19. Weber, H.: Numerische Behandlung von Verzweigungsproblemen, in: Inkorrekt gestellte Probleme II (Gorenflo, R., ed.). Preprint No. 79/78, FU Berlin, pp. 92–135.

  20. Weiss, R.: Bifurcation in difference approximations to two-point boundary value problems. Math. Comp.29, 746–760 (1975).

    Google Scholar 

  21. Weiss, R.: The convergence of shooting methods. BIT,13, 470–475 (1973).

    Google Scholar 

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Weber, H. Zur numerischen Behandlung gestörter Verzweigungsprobleme bei gewöhnlichen Differentialgleichungen. Computing 25, 337–349 (1980). https://doi.org/10.1007/BF02285228

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