octave_packages/odepkg-0.8.2/odepkg_testsuite_hires.m

   1 %# Copyright (C) 2007-2012, Thomas Treichl <treichl@users.sourceforge.net>
   2 %# OdePkg - A package for solving ordinary differential equations and more
   3 %#
   4 %# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5 %# it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 %# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7 %# (at your option) any later version.
   8 %#
   9 %# This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10 %# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 %# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12 %# GNU General Public License for more details.
  13 %#
  14 %# You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 %# along with this program; If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16
  17 %# -*- texinfo -*-
  18 %# @deftypefn {Function File} {[@var{solution}] =} odepkg_testsuite_hires (@var{@@solver}, @var{reltol})
  19 %#
  20 %# If this function is called with two input arguments and the first input argument @var{@@solver} is a function handle describing an OdePkg solver and the second input argument @var{reltol} is a double scalar describing the relative error tolerance then return a cell array @var{solution} with performance informations about the HIRES testsuite of ordinary differential equations after solving (ODE--test).
  21 %#
  22 %# Run examples with the command
  23 %# @example
  24 %# demo odepkg_testsuite_hires
  25 %# @end example
  26 %#
  27 %# This function has been ported from the "Test Set for IVP solvers" which is developed by the INdAM Bari unit project group "Codes and Test Problems for Differential Equations", coordinator F. Mazzia.
  28 %# @end deftypefn
  29 %#
  30 %# @seealso{odepkg}
  31
  32 function vret = odepkg_testsuite_hires (vhandle, vrtol)
  33
  34   if (nargin ~= 2) %# Check number and types of all input arguments
  35     help  ('odepkg_testsuite_hires');
  36     error ('OdePkg:InvalidArgument', ...
  37       'Number of input arguments must be exactly two');
  38   elseif (~isa (vhandle, 'function_handle') || ~isscalar (vrtol))
  39     print_usage;
  40   end
  41
  42   vret{1} = vhandle; %# The handle for the solver that is used
  43   vret{2} = vrtol;   %# The value for the realtive tolerance
  44   vret{3} = vret{2}; %# The value for the absolute tolerance
  45   vret{4} = vret{2} * 10^(-2);  %# The value for the first time step
  46   %# Write a debug message on the screen, because this testsuite function
  47   %# may be called more than once from a loop over all solvers present
  48   fprintf (1, ['Testsuite HIRES, testing solver %7s with relative', ...
  49     ' tolerance %2.0e\n'], func2str (vret{1}), vrtol); fflush (1);
  50
  51   %# Setting the integration algorithms option values
  52   vstart = 0.0;      %# The point of time when solving is started
  53   vstop  = 321.8122; %# The point of time when solving is stoped
  54   vinit  = odepkg_testsuite_hiresinit; %# The initial values
  55
  56   vopt = odeset ('Refine', 0, 'RelTol', vret{2}, 'AbsTol', vret{3}, ...
  57     'InitialStep', vret{4}, 'Stats', 'on', 'NormControl', 'off', ...
  58     'Jacobian', @odepkg_testsuite_hiresjac, 'MaxStep', vstop-vstart);
  59
  60   %# Calculate the algorithm, start timer and do solving
  61   tic; vsol = feval (vhandle, @odepkg_testsuite_hiresfun, ...
  62     [vstart, vstop], vinit, vopt);
  63   vret{12} = toc;                   %# The value for the elapsed time
  64   vref = odepkg_testsuite_hiresref; %# Get the reference solution vector
  65   if (exist ('OCTAVE_VERSION') ~= 0)
  66     vlst = vsol.y(end,:);
  67   else
  68     vlst = vsol.y(:,end);
  69   end
  70   vret{5}  = odepkg_testsuite_calcmescd (vlst, vref, vret{3}, vret{2});
  71   vret{6}  = odepkg_testsuite_calcscd (vlst, vref, vret{3}, vret{2});
  72   vret{7}  = vsol.stats.nsteps + vsol.stats.nfailed; %# The value for all evals
  73   vret{8}  = vsol.stats.nsteps;   %# The value for success evals
  74   vret{9}  = vsol.stats.nfevals;  %# The value for fun calls
  75   vret{10} = vsol.stats.npds;     %# The value for partial derivations
  76   vret{11} = vsol.stats.ndecomps; %# The value for LU decompositions
  77
  78 %# Returns the results for the HIRES problem
  79 function f = odepkg_testsuite_hiresfun (t, y, varargin)
  80   f(1,1) = -1.71 * y(1) + 0.43 * y(2) + 8.32 * y(3) + 0.0007;
  81   f(2,1) =  1.71 * y(1) - 8.75 * y(2);
  82   f(3,1) = -10.03 * y(3) + 0.43 * y(4) + 0.035 * y(5);
  83   f(4,1) =  8.32 * y(2) + 1.71 * y(3) - 1.12 * y(4);
  84   f(5,1) = -1.745 * y(5) + 0.43 * (y(6) + y(7));
  85   f(6,1) = -280 * y(6) * y(8) + 0.69 * y(4) + 1.71 * y(5) - 0.43 * y(6) + 0.69 * y(7);
  86   f(7,1) =  280 * y(6) * y(8) - 1.81 * y(7);
  87   f(8,1) = -f(7);
  88
  89 %# Returns the INITIAL values for the HIRES problem
  90 function vinit = odepkg_testsuite_hiresinit ()
  91   vinit = [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.0057];
  92
  93 %# Returns the JACOBIAN matrix for the HIRES problem
  94 function dfdy = odepkg_testsuite_hiresjac (t, y, varargin)
  95   dfdy(1,1) = -1.71;
  96   dfdy(1,2) =  0.43;
  97   dfdy(1,3) =  8.32;
  98   dfdy(2,1) =  1.71;
  99   dfdy(2,2) = -8.75;
 100   dfdy(3,3) = -10.03;
 101   dfdy(3,4) =  0.43;
 102   dfdy(3,5) =  0.035;
 103   dfdy(4,2) =  8.32;
 104   dfdy(4,3) =  1.71;
 105   dfdy(4,4) = -1.12;
 106   dfdy(5,5) = -1.745;
 107   dfdy(5,6) =  0.43;
 108   dfdy(5,7) =  0.43;
 109   dfdy(6,4) =  0.69;
 110   dfdy(6,5) =  1.71;
 111   dfdy(6,6) = -280 * y(8) - 0.43;
 112   dfdy(6,7) =  0.69;
 113   dfdy(6,8) = -280 * y(6);
 114   dfdy(7,6) =  280 * y(8);
 115   dfdy(7,7) = -1.81;
 116   dfdy(7,8) =  280 * y(6);
 117   dfdy(8,6) = -280 * y(8);
 118   dfdy(8,7) =  1.81;
 119   dfdy(8,8) = -280 * y(6);
 120
 121 %# Returns the REFERENCE values for the HIRES problem
 122 function y = odepkg_testsuite_hiresref ()
 123   y(1,1) = 0.73713125733256e-3;
 124   y(2,1) = 0.14424857263161e-3;
 125   y(3,1) = 0.58887297409675e-4;
 126   y(4,1) = 0.11756513432831e-2;
 127   y(5,1) = 0.23863561988313e-2;
 128   y(6,1) = 0.62389682527427e-2;
 129   y(7,1) = 0.28499983951857e-2;
 130   y(8,1) = 0.28500016048142e-2;
 131
 132 %!demo
 133 %! vsolver = {@ode23, @ode45, @ode54, @ode78, ...
 134 %!   @odebda, @oders, @ode2r, @ode5r, @odesx};
 135 %! for vcnt=1:length (vsolver)
 136 %!   vhires{vcnt,1} = odepkg_testsuite_hires (vsolver{vcnt}, 1e-7);
 137 %! end
 138 %! vhires
 139
 140 %# Local Variables: ***
 141 %# mode: octave ***
 142 %# End: ***