libs/numeric/odeint/examples/van_der_pol_stiff.cpp

   1 /*
   2  * van_der_pol_stiff.cpp
   3  *
   4  * Created on: Dec 12, 2011
   5  *
   6  * Copyright 2012 Karsten Ahnert
   7  * Copyright 2012-2013 Rajeev Singh
   8  * Copyright 2012-2013 Mario Mulansky
   9  *
  10  * Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
  11  * (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or
  12  * copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
  13  */
  14
  15 #include <iostream>
  16 #include <fstream>
  17 #include <utility>
  18
  19 #include <boost/numeric/odeint.hpp>
  20
  21 #include <boost/phoenix/core.hpp>
  22 #include <boost/phoenix/operator.hpp>
  23
  24 using namespace std;
  25 using namespace boost::numeric::odeint;
  26 namespace phoenix = boost::phoenix;
  27
  28 const double mu = 1000.0;
  29
  30
  31 typedef boost::numeric::ublas::vector< double > vector_type;
  32 typedef boost::numeric::ublas::matrix< double > matrix_type;
  33
  34 struct vdp_stiff
  35 {
  36     void operator()( const vector_type &x , vector_type &dxdt , double t )
  37     {
  38         dxdt[0] = x[1];
  39         dxdt[1] = -x[0] - mu * x[1] * (x[0]*x[0]-1.0);
  40     }
  41 };
  42
  43 struct vdp_stiff_jacobi
  44 {
  45     void operator()( const vector_type &x , matrix_type &J , const double &t , vector_type &dfdt )
  46     {
  47         J(0, 0) = 0.0;
  48         J(0, 1) = 1.0;
  49         J(1, 0) = -1.0 - 2.0*mu * x[0] * x[1];
  50         J(1, 1) = -mu * ( x[0] * x[0] - 1.0);
  51
  52         dfdt[0] = 0.0;
  53         dfdt[1] = 0.0;
  54     }
  55 };
  56
  57
  58 int main( int argc , char **argv )
  59 {
  60     //[ integrate_stiff_system
  61     vector_type x( 2 );
  62     /* initialize random seed: */
  63     srand ( time(NULL) );
  64
  65     // initial conditions
  66     for (int i=0; i<2; i++)
  67         x[i] = 1.0; //(1.0 * rand()) / RAND_MAX;
  68
  69     size_t num_of_steps = integrate_const( make_dense_output< rosenbrock4< double > >( 1.0e-6 , 1.0e-6 ) ,
  70             make_pair( vdp_stiff() , vdp_stiff_jacobi() ) ,
  71             x , 0.0 , 1000.0 , 1.0
  72             , cout << phoenix::arg_names::arg2 << " " << phoenix::arg_names::arg1[0] << " " << phoenix::arg_names::arg1[1] << "\n"
  73             );
  74     //]
  75     clog << num_of_steps << endl;
  76
  77
  78
  79     //[ integrate_stiff_system_alternative
  80
  81     vector_type x2( 2 );
  82     // initial conditions
  83     for (int i=0; i<2; i++)
  84         x2[i] = 1.0; //(1.0 * rand()) / RAND_MAX;
  85
  86     //size_t num_of_steps2 = integrate_const( make_dense_output< runge_kutta_dopri5< vector_type > >( 1.0e-6 , 1.0e-6 ) ,
  87     //        vdp_stiff() , x2 , 0.0 , 1000.0 , 1.0
  88     //        , cout << phoenix::arg_names::arg2 << " " << phoenix::arg_names::arg1[0] << " " << phoenix::arg_names::arg1[1] << "\n"
  89     //        );
  90     //]
  91     //clog << num_of_steps2 << endl;
  92
  93
  94     return 0;
  95 }