Simulazione inquinamento fluviale: SOLUZIONE

Il metodo di Eulero, applicato ad un’equazione differenziale x = f(x), fornisce, al generico passo i, la soluzione
xi = xi-1 + T f(xi-1)

Nel caso in esame avremo dunque

C1 = C0 - 0.2 ( 0.1 C0 ) + 0.2 uc = 20 - 0.2 × 0.1 × 20 + 0.2 × 5 = 20.6

N1 = N0 - 0.2 ( 0.12 N0 ) + 0.2 un = 10 - 0.2 × 0.12 × 10 + 0.2 × 2 = 10.16

O1 = O0 - 0.2 ( 0.1 C0 + 0.12 N0 - 0.3 ( 8 - O0 )) = 7 - 0.2 ( 0.1 × 20 + 0.12 × 10 - 0.3 ( 8 - 7 )) = 6.42

I risultati del metodo di Eulero non si discostano da quelli reali se il metodo è stabile. D’altra parte, è noto che se il sistema da simulare è lineare, la stabilità del metodo è garantita se il passo di integrazione T è minore della più piccola costante di tempo del sistema. Nel caso in esame il sistema è lineare e la sua matrice A è

Tale matrice è triangolare e i suoi autovalori sono quindi gli elementi della diagonale. Poiché le costanti di tempo sono l’inverso degli autovalori cambiati di segno, ne segue che le tre costanti di tempo del sistema valgono 3.33, 8.33 e 10. Il passo scelto è quindi minore della più piccola costante di tempo del sistema e ciò garantisce la stabilità del metodo.
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