Methode d euler
C’est une méthode d’intégration numérique d’équations différentielles du premier ordre du type consiste en une succession d’itérations. 1. Principe de la méthode On cherche à déterminer les valeurs de la fonction y = f(t) pour t [t0, tmax] connaissant : l’équation différentielle y’ + ay = b, les conditions initiales y(t0)=y0. On fixe une valeur pour une durée t, très petite devant tmax, qui représente le pas de calcul ou pas d’incrémentation. On utilise pour cela l’approximation suivante : y’(t) = D’où en déduit : y’ + ay = b. Elle
dy y y(t t ) y(t ) (t ) (t ) dt t t y )(t ) t t
y (t t ) y(t ) (
En posant tn=t et tn+1=t+∆t, la relation d’Euler devient :
y (t n 1 ) y(t n ) (
y )(t n ) t t
2. Etapes de calcul On connait les conditions initiales : à t0, y(t0)=y0. A partir de l’équation différentielle, on calcule On en déduit y(t1)=y(t0+∆t)= On calcule ensuite :
y (t 0 )
y (t1 ) b ay (t1 ) t y Puis y(t2)=y(t1+∆t)= y (t1 ) (t1 ) t t
Et ainsi de suite jusqu’ à t=tmax.
y (t 0 ) t t
y (t0 ) b ay (t0 ) b ay0 t
On obtient l’organigramme suivant :
Conditions initiales : t0 = 0 ; y = y0
Calcul de y’ : y’(t0)= b – ay(t0)
t1 = t0 + t y1 = y0 + y’(t0) t
Nouvelles conditions initiales : t0 = t1 et y0 = y1
non t = t max ? oui Fin
On peut présenter les résultats sous forme d’un tableau : Date t0 t1=t0+∆t t2=t1+∆t ………………… y0 y1= y0+ y’(t0) ∆t y2= y1+ y’(t1) ∆t …………….. y
y' y’(t0)=b-ay0 y’(t1)=b-ay1 y’(t2)=b-ay 2
y t
……………….
3. Méthode d’Euler et physique : Charge d’un condensateur sous une tension constante
i R E q C uC uR
La tension E représente l’échelon de tension. Elle ne peut prendre que les deux valeurs E (charge du condensateur) ou 0 (décharge du condensateur). L’équation différentielle vérifiée par la tension uC s’écrit :
duC 1 E uC dt
Le