EQA5312 - Análise e Simulação de Processos
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA


Prof. Leonel Teixeira Pinto
Estudo sobre os Métodos de Euler, Euler Expandido e Euler Modificado na resolução de Equações Diferenciais Ordinárias
Análise comparativa entre os Métodos de Euler, Euler Expandido e Euler Modificado

Para analisar as vantagens e desvantagens, e/ou ainda, as condições para se utilizar um ou outro método, construiu-se uma série de gráficos ilustrativos, de modo que as diferenças da adoção dos métodos ficasse bem representada.

Neste estudo comparativo, procurou-se contemplar diferentes funções, isto é, com comportamentos analíticos diferentes, o número de iterações adequado a ser utilizado pelos métodos numéricos a procura de uma solução aproximada, e o erro cometido pela adoção dos métodos.

Uma primeira análise realizada sobre os métodos de Euler e suas variantes foi a utilização de problemas de valor inicial (PVIs) de primeira ordem cujas soluções analíticas são conhecidas, e dadas por funções com curvas de caráter distintos. Foi observado as soluções aproximadas encontradas pelos métodos para diferentes tamanhos de passo, ou números de iterações efetuado. Esta análise é baseada nos gráficos (1), (2), (3), (4), (5) e (6).

Os PVIs, com suas respectivas soluções analíticas, utilizadas foram as seguintes:

  • PVI1  solução analítica : 
  • PVI2  , solução analítica: 
É importante ressaltar que o valor da variável 'n' representa uma parcela considerável no cálculo do tamanho do passo a ser utilizado pelos métodos, já que este último é dado por:
(1)

onde h é o tamanho do passo, [a,b] é o intervalo de interesse de solução numérica. O número de iterações a ser efetuado pelos métodos é baseado no valor de 'n'. Pela equação (1) o número de iterações é da ordem de 2n.