欧拉法常微分方程的数值解法-Matlab开发

主要探讨常微分方程的数值解法，包括欧拉法、改进欧拉法和四阶龙格库塔法。针对每种方法，详细分析其原理及在MATLAB中的实现过程，提供详尽的程序代码示例。

Matlab中的欧拉法代码NMDE工具箱，这是微分方程和偏微分方程数值方法的课程项目。大部分代码使用MatLab/Python/C++编写。本课程参考书是《微分方程数值解法》（李荣华著）。课程涵盖ODE的欧拉方法（包括改进的欧拉）、Adams方法（显式和隐式）、以及龙格-库塔法（四阶四步）。

MATLAB欧拉法用于求解微分方程组的源程序代码。

泰勒级数提供了良好的函数近似，尤其是在接近已知起点且项数足够多时。然而，泰勒方法需要针对每个新计算项进行函数微分，对复杂函数而言较为繁琐，在计算建模中效果有限。

修改自《电化学系统》第3版附录C中的原始FORTRAN代码，John Newman的BAND数值方法在耦合常微分方程的数值解中展现了其独特价值。程序由约翰·纽曼和凯伦·托马斯-阿利亚编写，应用于Stefan-Maxwell方程和两个Dirichlet边界条件的三元扩散问题，源自Ross Taylor和R. Krishna的《多组分传质》第2章示例2.1.1。包括5个文件：autoband_test用于操作条件和初始化变量，autoband计算控制方程导数，带解决并返回变量变化，eqn包含总和为零的控制方程，matinv用于带状矩阵的反转。

MATLAB可以利用四阶龙格库塔法、欧拉法和改进的欧拉法等不同数值方法来解常微分方程。

在数值分析中，我们比较了改进的欧拉公式、二阶中点公式以及二阶Heun方法在常微分方程数值解法中的应用。

MATLAB程序代码，利用欧拉方法求解微分方程组。在R2018a版本中，设定初始条件和步长，通过迭代计算得出微分方程组的数值解。

使用 dslove() 函数可求解微分方程符号解。其格式为：s=dslove(‘eq1’,‘eq2’,…,‘eqn’,‘cond1’,‘cond2’,…, ‘condn’,‘v’)其中‘cond1’, ‘cond2’,…, ‘condn’,‘v’可选，默认为独立变量 t。