JPH06337775A - Two-dimensional numerical integral calculation device - Google Patents

Two-dimensional numerical integral calculation device

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JPH06337775A
JPH06337775A JP12867093A JP12867093A JPH06337775A JP H06337775 A JPH06337775 A JP H06337775A JP 12867093 A JP12867093 A JP 12867093A JP 12867093 A JP12867093 A JP 12867093A JP H06337775 A JPH06337775 A JP H06337775A
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JP
Japan
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value
integration
integral
dimensional numerical
calculated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12867093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Mukai
誠 向井
Shinichi Otsu
信一 大津
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06337775A publication Critical patent/JPH06337775A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To calculate two-dimensional numerical integral values of a function by the two-dimensional numeric integral calculation device irrelevantly to integra tion order. CONSTITUTION:This device is equipped with a 1st calculating means 11 which sets section division points in an internal section having values as many as coordinate points of an object of internal integration as section division points of external integration when the coordinate points are supplied and calculates internal integral values according a prescribed integrating method by using the function values at those section division points, a 2nd calculating means 14 which calculates external integral values according to a prescribed integrating method by using the internal integral values when the 1st calculating means 11 calculates the internal integral values, a judging means 15 which judges the convergence of the external integral values calculated by the 2nd calculating means 14, and an actuating means 16 which sets section division points of external integration having larger values than before when the judging means 15 judges nonconvergence and actuates the 1st calculating means 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、与えられた関数の2次
元数値積分値を算出する2次元数値積分算出装置に関
し、特に、積分順序に依らずに2次元数値積分値を算出
できるようにする2次元数値積分算出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional numerical integral calculating device for calculating a two-dimensional numerical integral value of a given function, and more particularly, to enable calculation of a two-dimensional numerical integral value regardless of the order of integration. And a two-dimensional numerical integration calculation device.

【0002】各種の解析システムでは、関数の2次元数
値積分値を算出していく必要がある。例えば、電磁波解
析システムでは、相互インピーダンス行列を求めて、電
磁放射量の予測や電磁波遮蔽効果の解析を実行すること
になるが、この相互インピーダンス行列を求めるため
に、関数の2次元数値積分値を算出していくことが要求
される。
In various analysis systems, it is necessary to calculate a two-dimensional numerical integral value of a function. For example, in an electromagnetic wave analysis system, a mutual impedance matrix is calculated to predict an electromagnetic radiation amount and an electromagnetic wave shielding effect is analyzed. To calculate the mutual impedance matrix, a two-dimensional numerical integral value of a function is calculated. It is required to calculate.

【0003】この関数の2次元数値積分値の算出は、積
分順序に依らずに同一結果が得られるよう実行される必
要がある。
The calculation of the two-dimensional numerical integral value of this function must be executed so that the same result can be obtained regardless of the order of integration.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来では、関数の2次元数値積分値を算
出する場合、内側積分と外側積分とで別々に収束を判定
していくという構成を採っていた。関数の積分値を算出
するための積分手法として、中点則、台形則、Gauss
則、Simpson 則、IMT則といった各種の積分手法が用
いられているが、従来では、いずれの積分手法を用いて
2次元数値積分値を算出する場合にも、内側積分と外側
積分とで別々に収束を判定していく構成を採っていたの
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of calculating a two-dimensional numerical integral value of a function, a configuration has been adopted in which the convergence is determined separately for the inner integral and the outer integral. Midpoint rule, trapezoidal rule, Gauss
Law, Simpson's law, IMT law, etc. are used, but conventionally, no matter which integration method is used to calculate a two-dimensional numerical integration value, the inner integration and the outer integration are separately performed. It adopted a configuration that determines the convergence.

【0005】すなわち、従来では、先ず外側積分の区間
分割数をある値に設定し、それに対応する内側積分の区
間分割数を増加させながら内側積分の収束制御を行っ
て、その収束した内側積分値を使って外側積分を算出し
ていく構成を採って、外側積分が未収束である場合に
は、外側積分が収束するまで外側積分の区間分割数を増
加させながら同様の計算を繰り返していくことで、2次
元数値積分値を算出するという構成を採っていた。
That is, in the prior art, first, the number of section divisions of the outer integral is set to a certain value, the convergence control of the inner integral is performed while increasing the number of section divisions of the corresponding inner integral, and the converged inner integral value. If the outer integral is not converged, the same calculation should be repeated while increasing the number of divisions of the outer integral until the outer integral converges. Then, the configuration of calculating the two-dimensional numerical integral value is adopted.

【0006】更に具体的に説明するならば、To explain more specifically,

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】で表される関数fの2次元数値積分値を求
める場合、
When obtaining the two-dimensional numerical integral value of the function f represented by

【0009】[0009]

【数2】 [Equation 2]

【0010】というように、変数yを最初に積分して、
その後に変数xを積分するという方法(以下、前者の積
分方法と称することがある)と、
In this way, the variable y is first integrated,
After that, a method of integrating the variable x (hereinafter sometimes referred to as the former integration method),

【0011】[0011]

【数3】 [Equation 3]

【0012】というように、変数xを最初に積分して、
その後に変数yを積分するという方法(以下、後者の積
分方法と称することがある)とがある。この場合、後者
の積分方法で説明するならば、最初に、図11に示すよ
うに、各区間分割点yi での
In this way, the variable x is first integrated,
After that, there is a method of integrating the variable y (hereinafter sometimes referred to as the latter integration method). In this case, if the latter integration method is explained, first, as shown in FIG. 11, at each interval division point y i

【0013】[0013]

【数4】 [Equation 4]

【0014】の値を求め、次に、この値を使って〔数
3〕式の値を求めていくことになるが、従来技術では、
この〔数4〕式の値の収束を実現する変数xについての
区間分割数(変数yi 毎に異なる値をとる可能性があ
る)を、〔数3〕式の値の収束を実現する変数yについ
ての区間分割数(すなわち、yi の個数)とは関係なく
設定していくという方法を採っていた。
The value of [Equation 3] is calculated using this value, and in the prior art,
The number of interval divisions for the variable x that realizes the convergence of the value of the expression (4) (there may be a different value for each variable y i ) is the variable that realizes the convergence of the value of the expression (3). The method of setting is adopted regardless of the number of divisions of y (that is, the number of y i ).

【0015】次に、Simpson 則をベースとする従来技術
について詳細に説明する。Simpson 則をベースとする従
来技術にあって、前者の積分方法に従う場合には、具体
的には、
Next, the conventional technique based on the Simpson rule will be described in detail. In the conventional technique based on Simpson's law, when following the former integration method, specifically,

【0016】[0016]

【数5】 [Equation 5]

【0017】に従って積分値を算出していくことにな
る。ここで、式中の「Ty (xi ) 」は、
The integral value is calculated according to the above. Here, “T y (x i )” in the equation is

【0018】[0018]

【数6】 [Equation 6]

【0019】で表されるものであり、mは外側積分が収
束したときの区間分割数であり、ni(xi に依存す
る)は内側積分が収束したときの区間分割数であって、
式中の「xi 」と「yj 」とは、
Where m is the number of section divisions when the outer integral converges, and n i (depending on x i ) is the number of section divisions when the inner integral converges,
“X i ” and “y j ” in the formula are

【0020】[0020]

【数7】 [Equation 7]

【0021】で定義されるものである。また、Simpson
則をベースとする従来技術にあって、後者の積分方法に
従う場合には、具体的には、
Is defined by Also, Simpson
In the conventional law-based technology, if the latter integration method is followed, specifically,

【0022】[0022]

【数8】 [Equation 8]

【0023】に従って積分値を算出していくことにな
る。ここで、式中の「Tx (yi ) 」は、
The integrated value is calculated according to the following. Here, “T x (y i )” in the equation is

【0024】[0024]

【数9】 [Equation 9]

【0025】で表されるものであり、mは外側積分が収
束したときの区間分割数であり、ni(yi に依存す
る)は内側積分が収束したときの区間分割数であって、
式中の「xj 」と「yi 」とは、
[Mathematical formula-see original document] where m is the number of section divisions when the outer integral converges, and n i (depending on y i ) is the number of section divisions when the inner integral converges,
“X j ” and “y i ” in the equation are

【0026】[0026]

【数10】 [Equation 10]

【0027】で定義されるものである。図12及び図1
3に、このSimpson 則をベースとする従来技術の処理フ
ローを図示する。
Is defined by 12 and 1
FIG. 3 illustrates a processing flow of a conventional technique based on this Simpson rule.

【0028】従来技術では、先ず最初に、図12の処理
フローの「BOX1」でもって、外側区間の中央点と両
端点とをパラメータにして図13の処理フローで示され
るサブルーチンを呼び出すことで、これらの3つの区間
分割点についての内側積分値を算出する。
In the prior art, first, in "BOX1" of the processing flow of FIG. 12, the subroutine shown in the processing flow of FIG. 13 is called by using the center point and the end points of the outer section as parameters. The inner integral values for these three section dividing points are calculated.

【0029】ここで、図13の処理フローにおいて、
「BOX5」では、内側区間の中央点と両端点に関して
の関数値fを取得して内側積分値Tを算出(後述する
〔数13〕式のS0 に相当)する処理を実行し、「BO
X6」では、内側積分値の収束を図るべく内側区間に新
たな追加の区間分割点を規定個数設定する処理(具体的
には、2n→nで設定)を実行し、「判断C」及び「B
OX7」では、「BOX6」で設定された新たな区間分
割点の関数値を取得して、関数値fの部分和dT(後述
する〔数14〕式のSpk中の関数和部分の値に相当)を
更新する処理を実行し、「BOX8」では、「BOX
7」で更新された関数値fの部分和dTと、前回算出し
た内側積分値、部分和とに従って内側積分値Tを更新す
る処理を実行し、「判断D」では、更新された内側積分
値と前回求めた内側積分値との誤差を評価することで更
新された内側積分値が収束したか否かを判断する処理を
実行するものである。この「判断D」で非収束の判断と
なるときには、「BOX6」が再度実行されることにな
り、また、Simpson 則の場合、前回の区間分割点の中間
位置に新たな区間分割点が追加されることになる。
Here, in the processing flow of FIG.
In “BOX5”, a process of acquiring the function value f with respect to the center point and both end points of the inner section and calculating the inner integrated value T (corresponding to S 0 of the equation (13) described later) is executed, and “BOX
In "X6", a process (specifically, 2n → n is set) of setting a new number of new segment division points in the inner segment in order to converge the inner integral value (specifically, 2n → n) is executed, and "judgment C" and " B
In “OX7”, the function value of the new section dividing point set in “BOX6” is acquired, and the partial sum dT of the function value f (the value of the functional sum part in S pk of the formula (14) described later is obtained. (Corresponding) is executed, and in "BOX8", "BOX"
7 ”, a process of updating the inner integral value T is performed according to the partial sum dT of the function value f updated in step 7 and the previously calculated inner integral value and partial sum. By executing an error between the calculated inner integral value and the previously calculated inner integral value, it is determined whether or not the updated inner integral value has converged. When this "judgment D" results in a non-convergence judgment, "BOX6" is executed again, and in the case of Simpson's rule, a new section division point is added to the intermediate position of the previous section division points. Will be.

【0030】続いて、図12の処理フローの「BOX
2」でもって、外側積分値の収束を図るべく外側区間に
新たな追加の区間分割点を規定個数設定し、続いて、
「判断A」及び「BOX3」でもって、この新たな区間
分割点をパラメータにして図13の処理フローで示され
るサブルーチンを呼び出すことで、この新たな区間分割
点についての内側積分値を算出する。
Then, the "BOX" in the processing flow of FIG.
2 ”, set a new specified number of additional section division points in the outer section in order to converge the outer integral value, and then,
By using the "judgment A" and "BOX3" with the new section dividing point as a parameter, the subroutine shown in the processing flow of FIG. 13 is called to calculate the inner integral value of the new section dividing point.

【0031】続いて、「BOX4」でもって、この新た
に算出された内側積分値を用いて前回求めた外側積分値
を更新し、続いて、「判断B」でもって、更新された外
側積分値と前回求めた外側積分値との誤差が規定以内に
収まるか否かを判断して、誤差以内に収まることを判断
するときには、更新された外側積分値が収束したと判断
して処理を終了する。そして、誤差以内に収まらないこ
とを判断するときには、「BOX2」に戻って外側区間
に新たな追加の区間分割点を設定していくことで外側積
分値の収束を実現していく。
Subsequently, the "BOX4" is used to update the outer integral value obtained last time using the newly calculated inner integral value, and then the "outer integral value" is updated by "Judgment B". When it is determined that the error between the obtained outer integral value and the previously obtained outer integral value is within the specified range and it is determined that the error is within the error, it is determined that the updated outer integral value has converged, and the processing ends. . When it is determined that the difference is not within the error, the process returns to "BOX2" and a new additional segment division point is set in the outer segment to realize the convergence of the outer integral value.

【0032】ここで、図12の処理フローの「BOX
4」と、図13の処理フローの「BOX8」とで実行す
る更新処理は、1次元Simpson 則の更新処理を利用して
いる。この更新処理について簡単に説明するならば、1
次元Simpson 則でもって、関数fの区間〔a,b〕に対
して
Here, "BOX" in the processing flow of FIG.
4 ”and the“ BOX8 ”in the processing flow of FIG. 13, the update processing of the one-dimensional Simpson rule is used. To briefly explain this update process, 1
For the interval [a, b] of the function f by the dimensional Simpson rule

【0033】[0033]

【数11】 [Equation 11]

【0034】が成立することが知られているので、この
関係式を区間〔a,(a+b)/2〕と、区間〔(a+
b)/2,b〕とに拡張していくことを繰り返していく
ことで、
Since it is known that the following equation holds, the relational expression is expressed by the sections [a, (a + b) / 2] and the section [(a +
b) / 2, b]

【0035】[0035]

【数12】 [Equation 12]

【0036】の積分値の精度を高めていくことが実現で
きる。このことを数式で表すならば、初期値として、
It is possible to improve the accuracy of the integrated value of. If this is expressed by a mathematical expression, as an initial value,

【0037】[0037]

【数13】 [Equation 13]

【0038】を定義して、By defining

【0039】[0039]

【数14】 [Equation 14]

【0040】でもって、〔数14〕式の積分値Sk を更
新していくことになるので、図12の処理フローの「B
OX4」や、図13の処理フローの「BOX8」では、
この漸化式を使って更新処理を実行していくのである。
Therefore, since the integral value S k of the equation (14) is updated, "B" in the processing flow of FIG.
OX4 ”or“ BOX8 ”in the processing flow of FIG.
The update process is executed using this recurrence formula.

【0041】[0041]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来で
は、関数の2次元数値積分値を算出する場合、内側積分
と外側積分とで別々に収束を判定していくという構成を
採っていた。
As described above, conventionally, when the two-dimensional numerical integral value of the function is calculated, the convergence is determined separately for the inner integral and the outer integral.

【0042】しかしながら、このような従来技術に従っ
ていると、2つの積分変数の内のどちらを内側/外側に
割り付けるかによって積分結果に違いがでるという問題
点があった。これは、内側積分と外側積分とで別々に収
束判定を行っていくために、図14に示すように、前者
の積分方法に従う場合に採用する関数値のサンプリング
箇所と、後者の積分方法に従う場合に採用する関数値の
サンプリング箇所とが必ずしも一致するとは限らないこ
とにその理由がある。
However, according to such a conventional technique, there is a problem that the integration result differs depending on which of the two integration variables is allocated to the inside / outside. This is because when performing convergence determination separately for the inner integral and the outer integral, as shown in FIG. 14, when sampling the function value used when the former integration method is followed and when the latter integration method is followed. The reason is that the sampling point of the function value adopted in does not always match.

【0043】このようなことが起こると、電磁波解析シ
ステムで求める相互インピーダンス行列が本来対称行列
であるにもかかわらず非対称行列となるというように、
様々な不都合が発生することになる。
When this happens, the mutual impedance matrix obtained by the electromagnetic wave analysis system becomes an asymmetric matrix even though it is originally a symmetric matrix.
Various inconveniences will occur.

【0044】また、このような従来技術に従っている
と、内側積分の収束設定値と、外側積分の収束設定値と
いう2つの収束設定値をバランス良く適切に設定しなけ
ればならないという問題点もあった。
Further, according to such a conventional technique, there is a problem that the two convergence setting values, that is, the convergence setting value of the inner integral and the convergence setting value of the outer integral must be properly set in good balance. .

【0045】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、積分順序に依らずに関数の2次元数値積分値
を算出できるようにする新たな2次元数値積分算出装置
の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a new two-dimensional numerical integral calculating device that can calculate a two-dimensional numerical integral value of a function regardless of the order of integration. To do.

【0046】[0046]

【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理構成
を図示する。図中、1は本発明を具備する2次元数値積
分算出装置であって、与えられた関数の2次元数値積分
値を算出するものである。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a two-dimensional numerical integral calculation device equipped with the present invention, which calculates a two-dimensional numerical integral value of a given function.

【0047】この2次元数値積分算出装置1は、関数情
報管理手段10と、第1の算出手段11と、区間分割点
設定手段12と、格納手段13と、第2の算出手段14
と、判断手段15と、起動手段16と、区間分割点設定
手段17とを備える。
This two-dimensional numerical integral calculation device 1 includes a function information management means 10, a first calculation means 11, an interval division point setting means 12, a storage means 13, and a second calculation means 14.
And a determination means 15, an activation means 16, and a section division point setting means 17.

【0048】この関数情報管理手段10は、積分対象の
関数情報を管理する。第1の算出手段11は、2次元数
値積分の内側積分値を算出するものであって、内側区間
の区間分割点を設定する区間分割点設定手段12を備え
る。格納手段13は、第1の算出手段11の算出する内
側積分値と、この内側積分値の算出処理に用いられた中
間計算値とを更新しつつ格納する。
The function information management means 10 manages function information to be integrated. The first calculating means 11 is for calculating the inner integral value of the two-dimensional numerical integration, and is provided with the section dividing point setting means 12 for setting the section dividing points of the inner section. The storage unit 13 stores the inner integrated value calculated by the first calculating unit 11 and the intermediate calculated value used for the calculation process of the inner integrated value while updating them.

【0049】第2の算出手段14は、第1の算出手段1
1の算出する内側積分値を用いて2次元数値積分の外側
積分値を算出する。判断手段15は、第2の算出手段1
4の算出する外側積分値の収束を判断する。起動手段1
6は、第1の算出手段11を起動するものであって、外
側区間の区間分割点を設定する区間分割点設定手段17
を備える。
The second calculating means 14 is the first calculating means 1.
The inner integral value calculated by 1 is used to calculate the outer integral value of the two-dimensional numerical integration. The determination means 15 is the second calculation means 1
The convergence of the outer integral value calculated in 4 is determined. Starting means 1
Reference numeral 6 is for activating the first calculating means 11, and is a section dividing point setting means 17 for setting the section dividing points of the outer section.
Equipped with.

【0050】[0050]

【作用】本発明では、起動手段16の区間分割点設定手
段17が規定のアルゴリズムに従って外側区間の区間分
割点を設定すると、起動手段16は、これらの区間分割
点を内側積分対象の座標点として設定して第1の算出手
段11を起動する。
According to the present invention, when the section dividing point setting means 17 of the starting means 16 sets the section dividing points of the outer section according to the specified algorithm, the starting means 16 sets these section dividing points as the coordinate points of the inner integration target. After setting, the first calculation means 11 is activated.

【0051】このようにして起動されると、第1の算出
手段11の区間分割点設定手段12は、起動手段16か
ら指示された座標点の点数に等しい値を持つ内側区間の
区間分割点を、規定のアルゴリズムに従って各内側積分
対象の座標点毎に設定し、この設定を受けて、第1の算
出手段11は、関数情報管理手段10の管理データを参
照しつつ、規定の積分手法に従い、これらの区間分割点
の関数値を用いて各内側積分対象の座標点毎に2次元数
値積分の内側積分値を算出する。
When activated in this way, the section dividing point setting means 12 of the first calculating means 11 determines the section dividing points of the inner section having a value equal to the number of coordinate points designated by the starting means 16. , Is set for each coordinate point of each inner integration target according to a specified algorithm, and in response to this setting, the first calculation means 11 refers to the management data of the function information management means 10, and according to the specified integration method, Using the function values of these section dividing points, the inner integral value of the two-dimensional numerical integration is calculated for each coordinate point of the inner integral target.

【0052】このようにして内側積分値が算出される
と、第2の算出手段14は、規定の積分手法に従い、こ
れらの算出された内側積分値を用いて2次元数値積分値
となる外側積分値を算出し、この算出結果を受けて、判
断手段15は、算出された外側積分値を前回の算出値と
比較することで外側積分値が収束したか否かを判断す
る。
When the inner integrated value is calculated in this way, the second calculating means 14 uses the calculated inner integrated value to form the outer integrated value which becomes a two-dimensional numerical integrated value, according to a prescribed integration method. The value is calculated, and in response to this calculation result, the judging means 15 judges whether or not the outer integral value has converged by comparing the calculated outer integral value with the previous calculated value.

【0053】この判断により外側積分値の収束を判断す
るときには、判断手段15は、その収束した外側積分値
を2次元数値積分値として外部に出力し、一方、非収束
を判断するときには、その旨を起動手段16に通知す
る。そして、この通知を受け取ると、起動手段16は、
前回よりも大きな値を示す内側積分対象となる新たな座
標点を設定して第1の算出手段11を起動していく。
When judging the convergence of the outer integral value by this judgment, the judging means 15 outputs the converged outer integral value to the outside as a two-dimensional numerical integral value, while when judging the non-convergence, the judgment is made. To the activation means 16. Then, upon receiving this notification, the activation means 16
A new coordinate point that is a target of inner integration showing a larger value than the previous time is set, and the first calculating means 11 is activated.

【0054】このように、本発明では、関数の2次元数
値積分値を算出するときに、内側積分の区間分割点の点
数と外側積分の区間分割点の点数とが等しくなるように
制御していく構成を採ることから、積分順序に依らずに
2次元数値積分値を算出できるようになるのである。
As described above, according to the present invention, when the two-dimensional numerical integral value of the function is calculated, the number of section division points of the inner integration is controlled to be equal to the number of section division points of the outer integration. By adopting a certain configuration, it becomes possible to calculate the two-dimensional numerical integral value regardless of the order of integration.

【0055】この本発明の構成にあって、積分手法とし
て台形則やSimpson 則やIMT則を用いると、前回の区
間分割点に新たな区間分割点を追加していくことで、外
側積分の区間分割点の増加を実現していくことになる。
このときには、内側積分の区間分割数は外側積分の区間
分割数に対応して変わるので、計算の初期には内側積分
値の精度は高くないが、計算の進行とともに更新され精
度が向上する。
In the configuration of the present invention, when the trapezoidal rule, the Simpson's rule, or the IMT rule is used as the integration method, a new section dividing point is added to the previous section dividing point, and the section of the outer integration is added. The number of division points will be increased.
At this time, since the number of section divisions of the inner integral changes corresponding to the number of section divisions of the outer integral, the accuracy of the inner integral value is not high at the beginning of the calculation, but the accuracy is updated as the calculation progresses.

【0056】これから、第1の算出手段11は、内側積
分値を算出すると、その内側積分値と、Simpson 則のよ
うにその内側積分値の算出処理に用いた中間計算値があ
る場合には、それに加えてその中間計算値とを格納手段
13に一時的に退避させ、起動手段16は、既に内側積
分値を算出してある内側積分対象の座標点については、
格納手段13の格納する対応の内側積分値(内側積分
値、中間計算値)を通知情報にして第1の算出手段11
を起動する構成を採って、第1の算出手段11は、起動
手段16から内側積分値(内側積分値、中間計算値)が
通知されるときには、これらの内側積分値(内側積分
値、中間計算値)を用いてより精度の高い新たな内側積
分値(内側積分値、中間計算値)を算出していくよう処
理する構成を採ることが好ましい。この処理構成を採る
ことで、2次元数値積分値を高速に算出できるようにな
るからである。
From this, the first calculating means 11 calculates the inner integrated value, and if there is the inner integrated value and the intermediate calculated value used in the calculation processing of the inner integrated value as in the Simpson rule, In addition, the intermediate calculation value and the intermediate calculation value are temporarily saved in the storage unit 13, and the starting unit 16 calculates the inner integration target coordinate point for which the inner integration value has already been calculated.
The corresponding inner integral value (inner integral value, intermediate calculated value) stored in the storing means 13 is used as notification information, and the first calculating means 11 is used.
When the internal calculating values (internal integrating value, intermediate calculated value) are notified from the starting means 16, the first calculating means 11 adopts a configuration for activating the internal calculating values (internal integrating value, intermediate calculating value). It is preferable to adopt a configuration in which the value is used to calculate a new inner integral value (inner integral value, intermediate calculation value) with higher accuracy. This is because the two-dimensional numerical integration value can be calculated at high speed by adopting this processing configuration.

【0057】[0057]

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図2ないし図5に、Simpson 則をベースする場合に
本発明の2次元数値積分算出装置1が実行する処理フロ
ーの一実施例を図示する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. 2 to 5 show an embodiment of a processing flow executed by the two-dimensional numerical integration calculation device 1 of the present invention when the Simpson rule is used as a base.

【0058】次に、この処理フローに従って本発明を詳
細に説明する。ここで、図2ないし図4に示す処理フロ
ーは、図5に示す処理フローを呼び出しながら2次元数
値積分値を算出していく処理を実行し、一方、図5に示
す処理フローは、図2ないし図4に示す処理フローから
呼び出されると、指定された内側積分対象の座標点(外
側積分の区間分割点となるものである)についての内側
積分値を算出する処理を実行する。
Next, the present invention will be described in detail according to this processing flow. Here, the process flow shown in FIGS. 2 to 4 executes a process of calculating a two-dimensional numerical integral value while calling the process flow shown in FIG. 5, while the process flow shown in FIG. When called from the process flow shown in FIG. 4, the process of calculating the inner integral value for the designated coordinate point of the inner integral target (which becomes the section dividing point of the outer integral) is executed.

【0059】先ず最初に、図5に示す処理フローについ
て説明する。2次元数値積分算出装置1は、図5に示す
処理フローの実行に入ると、「BOX7」でもって、内
側区間の中央点と両端点に関しての関数値fを取得し
て、内側積分値T(上述の〔数13〕式のS0 に相当)
を算出する。このとき算出する内側積分値Tと、このと
き取得する内側区間の中央点の関数値から算出される中
間計算値Tp (上述の〔数13〕式のSP0に相当)と
は、次回の内側積分値の更新処理に用いるために規定の
データエリア領域に退避することになる。なお、処理開
始の1回目以外については、この処理は省略される。
First, the processing flow shown in FIG. 5 will be described. When the two-dimensional numerical integration calculation device 1 starts execution of the processing flow shown in FIG. 5, the “BOX7” is used to acquire the function value f for the center point and both end points of the inner section, and the inner integrated value T ( (Corresponding to S 0 in the above formula [13])
To calculate. The inner integrated value T calculated at this time and the intermediate calculated value T p (corresponding to S P0 of the above-mentioned [Equation 13]) calculated from the function value of the center point of the inner section acquired at this time are The data will be saved in a specified data area area for use in updating the inner integral value. Note that this process is omitted except for the first time when the process is started.

【0060】続いて、「判断B」でもって、呼び出し元
から指定された個数分の内側積分の区間分割点を設定し
たか否かを判断し、未設定であると判断するときには、
「BOX8」に進んで、それまでに設定した区間分割点
の間に新たに区間分割点を設定することで、内側積分の
区間分割点の個数を倍増する。
Subsequently, it is judged by "judgment B" whether or not the number of section dividing points of the inner integral specified by the calling source is set, and when it is judged that they are not set,
By proceeding to "BOX8" and setting a new section dividing point between the section dividing points set up to that point, the number of section dividing points of the inner integration is doubled.

【0061】続いて、「判断C」及び「BOX9」でも
って、「BOX8」で設定された新たな区間分割点の関
数値を取得して、関数値fの部分和dT(上述の〔数1
4〕式のSpk中の関数和部分の値に相当)を更新する。
Subsequently, the "judgment C" and "BOX9" are used to obtain the function value of the new section dividing point set in "BOX8", and the partial sum dT of the function value f (the above [Equation 1]
4] Equivalent to the value of the function sum portion in S pk of the equation) is updated.

【0062】この更新を終了すると、「BOX10」に
進んで、「BOX9」で更新された関数値fの部分和d
Tから算出される中間計算値Tq (上述の〔数14〕式
のS pkに相当)と、前回算出した内側積分値T(上述の
〔数14〕式のSk-1 に相当)と、前回算出した中間計
算値Tp (上述の〔数14〕式のSpk-1に相当)とに従
って内側積分値Tを更新する。このとき算出する内側積
分値T、中間計算値T q は、次回の内側積分値の更新処
理に用いるために規定のデータエリア領域に退避するこ
とになる。
When this update is completed, "BOX10" is displayed.
Going forward, the partial sum d of the function value f updated by "BOX9"
Intermediate calculation value T calculated from Tq(Equation 14 above formula
Of S pkAnd the inner integrated value T calculated previously (the above-mentioned
S in the formula [14]k-1Equivalent to) and the intermediate total calculated last time
Calculated value Tp(S in the above equation [14]pk-1Equivalent to) and
Then, the inner integral value T is updated. Inner product calculated at this time
Minute value T, intermediate calculation value T qIs the update process of the next inner integral value.
Save to a specified data area area for logical use.
Becomes

【0063】この内側積分値の更新処理は、「判断B」
でもって、呼び出し元から指定された個数分の内側積分
の区間分割点の設定が確認されるまで実行される。この
ようにして、2次元数値積分算出装置1は、図5に示す
処理フローを実行することで、呼び出し元から指定され
た個数分の内側積分の区間分割点を設定して、内側積分
値を算出していくよう処理するのである。
The process of updating the inner integral value is "judgment B".
Therefore, the process is executed until the setting of the interval dividing points of the inner integral specified by the calling source is confirmed. In this manner, the two-dimensional numerical integration calculation apparatus 1 executes the processing flow shown in FIG. 5 to set the number of inner division interval division points designated by the caller and set the inner integration value to the inner integration value. It processes so that it may be calculated.

【0064】次に、図2ないし図4の処理フローについ
て説明する。2次元数値積分算出装置1は、この処理フ
ローを実行することで、2次元数値積分値が収束してい
ないときには、外側積分の区間分割点を倍増していく。
そして、新たに設定した外側積分の区間分割点と、既に
設定済みの外側積分の区間分割点とを内側積分の算出対
象として指定するとともに、内側積分の区間分割点の点
数として外側積分の区間分割点数を指定して図5の処理
フローで示されるサブルーチンを呼び出すことで、それ
らの外側積分の区間分割点についての内側積分値を取得
する。そして、その取得した内側積分値を用いて外側積
分値を算出して収束したか否かを判断していくことで、
収束する2次元数値積分値を算出していくのである。こ
こで、この図5の処理フローで示されるサブルーチンを
呼び出すときに、前回の呼び出し時に取得した内側積分
値T、中間計算値Tp を通知することで、このサブルー
チンが更新処理に従って新たな内側積分値を算出できる
ように処理することになる。
Next, the processing flow of FIGS. 2 to 4 will be described. By executing this processing flow, the two-dimensional numerical integration calculation device 1 doubles the interval division points of the outer integration when the two-dimensional numerical integration values have not converged.
Then, the newly set section division points of the outer integration and the already set section division points of the outer integration are specified as the calculation targets of the inner integration, and the section division points of the outer integration are set as the points of the section division points of the inner integration. By designating the number of points and calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5, the inner integral values for the interval division points of those outer integrals are acquired. Then, by calculating the outer integral value using the acquired inner integral value and determining whether or not the convergence has occurred,
The convergent two-dimensional numerical integral value is calculated. Here, when the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5 is called, the inside integral value T and the intermediate calculation value T p acquired at the time of the previous call are notified, so that this subroutine follows the updating process to obtain a new inside integral value. It will be processed so that the value can be calculated.

【0065】具体的には、この処理フローの「BOX
1」でもって、外側区間の中央点と両端点とをパラメー
タにして図5の処理フローで示されるサブルーチンを呼
び出すことで、これらの3つの区間分割点についての内
側積分値Tを新規に取得し、また、外側積分の区間分割
点の増加に対応させて、図5の処理フローで示されるサ
ブルーチンを呼び出すことで、これらの内側積分値Tを
更新する。
Specifically, the "BOX" in this processing flow is
1 ”to call the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5 with the central point and both end points of the outer section as parameters to newly obtain the inner integrated values T for these three section dividing points. Also, the inner integration value T is updated by calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5 in correspondence with the increase in the interval division points of the outer integration.

【0066】また、「BOX2」でもって、外側積分の
区間分割点を倍増する。また、「BOX3」でもって、
倍増した外側積分の区間分割点の内、前回に内側積分値
を算出してあるものについて、図5の処理フローで示さ
れるサブルーチンを呼び出すことで、その内側積分値を
更新する。また、「BOX4」でもって、「BOX3」
で更新された内側積分値に従って外側積分値を更新す
る。
Also, with "BOX2", the interval division points of the outer integration are doubled. Also, with "BOX3",
Among the interval division points of the doubled outer integral, the inner integral value is updated by calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5 for the inner integral value calculated last time. In addition, with "BOX4", "BOX3"
The outer integral value is updated according to the inner integral value updated in.

【0067】また、「BOX5」でもって、倍増した外
側積分の区間分割点の内、未だに内側積分値を算出して
いないものについて、図5の処理フローで示されるサブ
ルーチンを呼び出すことで、新規に内側積分値を算出す
る。また、「BOX6」でもって、「BOX5」で算出
された内側積分値に従って外側積分値を更新する。そし
て、「判断A」でもって、外側積分値の収束を判断す
る。
In addition, by calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 5 for “BOX5” among the section dividing points of the doubled outer integral, for which the inner integral value has not yet been calculated, Calculate the inner integral value. Further, the outer integral value is updated by "BOX6" according to the inner integral value calculated in "BOX5". Then, the "judgment A" is used to judge the convergence of the outer integral value.

【0068】このSimpson 則をベースする本発明の2次
元数値積分処理について数式に従って説明すると、前者
の積分方法に従う場合には、
The two-dimensional numerical integration processing of the present invention based on the Simpson rule will be described according to mathematical expressions. In the case of the former integration method,

【0069】[0069]

【数15】 [Equation 15]

【0070】に従って積分値を算出していくことにな
る。ここで、式中の「Ty (xi ) 」は、
The integrated value is calculated in accordance with Here, “T y (x i )” in the equation is

【0071】[0071]

【数16】 [Equation 16]

【0072】で表されるものであり、mは2次元数値積
分が収束したときの区間分割数であって、式中の
「xi 」と「yj 」とは、
[Mathematical formula-see original document] where m is the number of interval divisions when the two-dimensional numerical integration converges, and "x i " and "y j " in the equation are:

【0073】[0073]

【数17】 [Equation 17]

【0074】で定義されるものである。また、後者の積
分方法に従う場合には、
Is defined by Also, when following the latter integration method,

【0075】[0075]

【数18】 [Equation 18]

【0076】に従って積分値を算出していくことにな
る。ここで、式中の「Tx (yi ) 」は、
The integrated value is calculated in accordance with Here, “T x (y i )” in the equation is

【0077】[0077]

【数19】 [Formula 19]

【0078】で表されるものであり、mは2次元数値積
分が収束したときの区間分割数であって、式中の
「xj 」と「yi 」とは、
[Mathematical formula-see original document] where m is the number of interval divisions when the two-dimensional numerical integration converges, and " xj " and " yi " in the equation are

【0079】[0079]

【数20】 [Equation 20]

【0080】で定義されるものである。次に、図6に示
す処理説明図に従って、この図2ないし図5の処理フロ
ーの処理について具体的に説明する。
Is defined by Next, the processing of the processing flow of FIGS. 2 to 5 will be specifically described with reference to the processing explanatory diagram shown in FIG.

【0081】図6に示すように、1回目で、外側積分の
区間分割点として、「i=0,4,8」が設定され、そ
れに対応して、これらの外側積分の各区間分割点に対し
て、「j=0,4,8」という3つの内側積分の区間分
割点が設定されることで内側積分値が算出されるととも
に、これらの内側積分値を使って外側積分値が算出され
る。
As shown in FIG. 6, at the first time, "i = 0, 4, 8" is set as the section dividing points of the outer integration, and correspondingly, the section dividing points of these outer integrations are set. On the other hand, the inner integration value is calculated by setting three inner integration interval dividing points “j = 0, 4, 8”, and the outer integration value is calculated using these inner integration values. It

【0082】次に、2回目で、外側積分の区間分割点と
して、「i=0,4,8」に加えて、「i=2,6」が
追加され、これに対応して、これらの外側積分の各区間
分割点に対して、「j=0,2,4,6,8」という5
つの内側積分の区間分割点が設定されることで内側積分
値が算出されるとともに、これらの内側積分値を使って
外側積分値が算出される。このとき、黒丸部分の区間分
割点からなる行部分は、新規の外側積分の区間分割点か
ら規定される内側積分の区間分割点であることから、前
回の内側積分値を利用することなく新規に内側積分値が
算出されることになる。すなわち、黒丸部分については
関数値を新たに求める必要がある。
Next, at the second time, "i = 2, 6" is added as the interval dividing point of the outer integration, in addition to "i = 0, 4, 8", and correspondingly, these For each interval dividing point of the outer integral, 5 called “j = 0, 2, 4, 6, 8”
The inner integral value is calculated by setting the interval dividing points of one inner integral, and the outer integral value is calculated using these inner integral values. At this time, since the line part consisting of the section dividing points of the black circles is the section dividing point of the inner integral defined by the new section dividing point of the outer integral, it is newly added without using the previous inner integral value. The inner integral value will be calculated. That is, it is necessary to newly obtain the function value for the black circle portion.

【0083】一方、白丸部分の区間分割点と二重丸部分
の区間分割点との混在する行部分は、前回設定済みの外
側積分の区間分割点から規定される内側積分の区間分割
点であることから、前回までの関数値をもとに求められ
た内側積分値を利用することで内側積分値が算出される
ことになる。すなわち、二重丸部分については今回関数
値を新たに求める必要があるが、白丸部分については今
回関数値を求める必要がない。
On the other hand, the row portion in which the section dividing points of the white circles and the section dividing points of the double circles are mixed is the section dividing point of the inner integral defined from the section dividing point of the outer integral set previously. Therefore, the inner integral value is calculated by using the inner integral value obtained based on the function values up to the previous time. That is, it is necessary to newly obtain the function value this time for the double circle portion, but it is not necessary to obtain the function value this time for the white circle portion.

【0084】続いて、3回目で、外側積分の区間分割点
として、「i=0,2,4,6,8」に加えて、「i=
1,3,5,7」が追加され、これに対応して、これら
の外側積分の各区間分割点に対して、「j=0,1,
2,3,4,5,6,7,8」という9つの内側積分の
区間分割点が設定されることで内側積分値が算出される
とともに、これらの内側積分値を使って外側積分値が算
出される。
Subsequently, at the third time, in addition to "i = 0, 2, 4, 6, 8" as the section dividing point of the outer integration, "i =
1, 3, 5, 7 ”is added, and correspondingly,“ j = 0, 1, 1, ”for each interval dividing point of these outer integrals.
The inner integral values are calculated by setting the nine inner integral interval dividing points "2, 3, 4, 5, 6, 7, 8", and the outer integral values are calculated using these inner integral values. It is calculated.

【0085】このようにして、本発明では、関数の2次
元数値積分値を算出するときに、内側積分を外側積分と
切り離して収束させていくのではなくて、内側積分の区
間分割点の点数と外側積分の区間分割点の点数とが等し
くなるように制御しつつ2次元数値積分値の収束を図る
構成を採るものである。
As described above, according to the present invention, when the two-dimensional numerical integral value of the function is calculated, the inner integral is not separated from the outer integral and converged, but the score of the interval dividing points of the inner integral is calculated. And the two-dimensional numerical integration value are converged while controlling so that the number of section division points of the outer integration becomes equal.

【0086】図7ないし図9に、IMT則をベースとす
る場合に本発明の2次元数値積分算出装置1が実行する
処理フローの一実施例を図示する。この処理フローの説
明に入る前に、1次元IMT則について説明する。
7 to 9 show an embodiment of a processing flow executed by the two-dimensional numerical integration calculating apparatus 1 of the present invention when the IMT rule is used as a base. Before entering the description of this processing flow, the one-dimensional IMT rule will be described.

【0087】中点則や台形則では区間分割点の間隔が等
間隔であるのに対して、Gauss 則やIMT則では、区間
分割点の間隔が不等間隔となる。このような区間分割点
の間隔が不等間隔となる場合における〔数12〕式の数
値積分値Sは、
In the middle point rule and the trapezoidal rule, the intervals between the interval dividing points are equal, whereas in the Gauss rule and the IMT rule, the intervals between the interval dividing points are unequal. The numerical integration value S of the equation (12) in the case where the intervals between the section dividing points are unequal intervals,

【0088】[0088]

【数21】 [Equation 21]

【0089】と表せるものである。ここで、wi は重み
であり、ri は区間分割点を表している。そして、この
内のIMT則は、初期値として、
It can be expressed as follows. Here, w i is a weight and r i represents an interval dividing point. And the IMT rule in this is as an initial value,

【0090】[0090]

【数22】 [Equation 22]

【0091】と定義すると、When defined as

【0092】[0092]

【数23】 [Equation 23]

【0093】という漸化式で表されることになる。次
に、図7ないし図9の処理フローについて説明する。こ
こで、図7及び図8に示す処理フローは、図9に示す処
理フローを呼び出しながら2次元数値積分値を算出して
いく処理を実行し、一方、図9に示す処理フローは、図
7及び図8に示す処理フローから呼び出されると、指定
された内側積分対象の座標点(外側積分の区間分割点と
なるものである)についての内側積分値を算出する処理
を実行する。
It will be expressed by the following recurrence formula. Next, the processing flow of FIGS. 7 to 9 will be described. Here, the process flow shown in FIGS. 7 and 8 executes a process of calculating a two-dimensional numerical integral value while calling the process flow shown in FIG. 9, while the process flow shown in FIG. Also, when called from the process flow shown in FIG. 8, a process of calculating the inner integral value for the designated coordinate point of the inner integral target (which becomes the section dividing point of the outer integral) is executed.

【0094】先ず最初に、図9に示す処理フローについ
て説明する。2次元数値積分算出装置1は、図9に示す
処理フローの実行に入ると、「BOX7」でもって、内
側区間の中央点に関しての関数値fを取得して、内側積
分値Tを算出する。このとき、この内側積分値Tは、次
回の内側積分値の更新処理に用いるために規定のデータ
エリア領域に退避することになる。なお、処理開始の1
回目以外については、この処理は省略される。
First, the processing flow shown in FIG. 9 will be described. When the two-dimensional numerical integration calculation device 1 starts execution of the processing flow shown in FIG. 9, the “BOX7” is used to acquire the function value f with respect to the center point of the inner section and calculate the inner integration value T. At this time, the inner integrated value T is saved in the specified data area area for use in the next update processing of the inner integrated value. In addition, 1 of the process start
This process is omitted except for the first time.

【0095】続いて、「判断B」でもって、呼び出し元
から指定された個数分の内側積分の区間分割点を設定し
たか否かを判断し、未設定であると判断するときには、
「BOX8」に進んで、規定のアルゴリズムに従って新
たに区間分割点を設定することで、内側積分の区間分割
点の個数を倍増する。
Subsequently, it is judged by "judgment B" whether or not the number of inner division interval division points designated by the calling source is set, and when it is judged that they are not set,
By proceeding to "BOX8" and newly setting interval division points according to a prescribed algorithm, the number of interval division points of the inner integral is doubled.

【0096】続いて、「判断C」及び「BOX9」でも
って、「BOX8」で設定された新たな区間分割点の関
数値を取得して、重み付けされた関数値fの部分和dT
(上述の〔数23〕式の重み付けのされた関数和部分の
値に相当)を更新する。
Subsequently, the "judgment C" and "BOX9" are used to obtain the function value of the new section dividing point set in "BOX8", and the partial sum dT of the weighted function value f is obtained.
(Corresponding to the value of the weighted function sum portion of the above equation [23]) is updated.

【0097】この更新を終了すると、「BOX10」に
進んで、「BOX9」で更新された関数値fの部分和d
Tと、前回算出した内側積分値(上述の〔数23〕式の
k- 1 に相当)とに従って内側積分値Tを更新する。こ
のとき、この内側積分値Tは、次回の内側積分値の更新
処理に用いるために規定のデータエリア領域に退避する
ことになる。
When this update is completed, the process proceeds to "BOX10", and the partial sum d of the function value f updated in "BOX9" is d.
The inner integral value T is updated according to T and the previously calculated inner integral value (corresponding to S k- 1 in the above-mentioned [Equation 23]). At this time, the inner integrated value T is saved in the specified data area area for use in the next update processing of the inner integrated value.

【0098】この内側積分値の更新処理は、「判断B」
でもって、呼び出し元から指定された個数分の内側積分
の区間分割点の設定が確認されるまで実行される。この
ようにして、2次元数値積分算出装置1は、図9に示す
処理フローを実行することで、呼び出し元から指定され
た個数分の内側積分の区間分割点を設定して、内側積分
値を算出していくよう処理するのである。
The process of updating the inner integral value is "judgment B".
Therefore, the process is executed until the setting of the interval dividing points of the inner integral specified by the calling source is confirmed. In this manner, the two-dimensional numerical integration calculation apparatus 1 executes the processing flow shown in FIG. 9 to set the number of inner division interval division points designated by the calling source and set the inner integration value to the inner integration value. It processes so that it may be calculated.

【0099】次に、図7及び図8の処理フローについて
説明する。2次元数値積分算出装置1は、この処理フロ
ーを実行することで、2次元数値積分値が収束していな
いときには、外側積分の区間分割点を倍増していく。そ
して、新たに設定した外側積分の区間分割点と、既に設
定済みの外側積分の区間分割点とを内側積分の算出対象
として指定するとともに、内側積分の区間分割点の点数
として外側積分の区間分割点数を指定して図9の処理フ
ローで示されるサブルーチンを呼び出すことで、それら
の外側積分の区間分割点についての内側積分値を取得す
る。そして、その取得した内側積分値を用いて外側積分
値を算出して収束したか否かを判断していくことで、収
束する2次元数値積分値を算出していくのである。ここ
で、この図9の処理フローで示されるサブルーチンを呼
び出すときに、前回の呼び出し時に取得した内側積分値
Tを通知することで、このサブルーチンが更新処理に従
って新たな内側積分値を算出できるように処理すること
になる。
Next, the processing flow of FIGS. 7 and 8 will be described. By executing this processing flow, the two-dimensional numerical integration calculation device 1 doubles the interval division points of the outer integration when the two-dimensional numerical integration values have not converged. Then, the newly set section division points of the outer integration and the already set section division points of the outer integration are specified as the calculation targets of the inner integration, and the section division points of the outer integration are set as the points of the section division points of the inner integration. By designating the number of points and calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 9, the inner integral values for the interval division points of those outer integrals are acquired. Then, the two-dimensional numerical integration value that converges is calculated by calculating the outer integration value using the acquired inner integration value and determining whether or not it has converged. Here, when the subroutine shown in the processing flow of FIG. 9 is called, the inner integral value T acquired at the time of the previous call is notified so that this subroutine can calculate a new inner integral value in accordance with the update processing. Will be processed.

【0100】具体的には、この処理フローの「BOX
1」でもって、外側区間の中央点をパラメータにして図
9の処理フローで示されるサブルーチンを呼び出すこと
で、この区間分割点についての内側積分値Tを新規に取
得し、また、外側積分の区間分割点の増加に対応させ
て、図9の処理フローで示されるサブルーチンを呼び出
すことで、この内側積分値Tを更新する。
Specifically, the "BOX" in this processing flow is
1 ”to call the subroutine shown in the process flow of FIG. 9 using the central point of the outer section as a parameter to newly acquire the inner integral value T for this section dividing point, and also to obtain the outer integral section. This inner integral value T is updated by calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 9 in response to the increase in the number of division points.

【0101】また、「BOX2」でもって、外側積分の
区間分割点を倍増する。また、「BOX3」でもって、
倍増した外側積分の区間分割点の内、前回に内側積分値
を算出してあるものについて、図9の処理フローで示さ
れるサブルーチンを呼び出すことで、その内側積分値を
更新する。また、「BOX4」でもって、「BOX3」
で更新された内側積分値に従って外側積分値を更新す
る。
Further, with "BOX2", the interval dividing points of the outer integration are doubled. Also, with "BOX3",
The inner integral value is updated by calling the subroutine shown in the process flow of FIG. 9 for the inner integral value calculated last time among the section dividing points of the doubled outer integral. In addition, with "BOX4", "BOX3"
The outer integral value is updated according to the inner integral value updated in.

【0102】また、「BOX5」でもって、倍増した外
側積分の区間分割点の内、未だに内側積分値を算出して
いないものについて、図9の処理フローで示されるサブ
ルーチンを呼び出すことで、新規に内側積分値を算出す
る。また、「BOX6」でもって、「BOX5」で算出
された内側積分値に従って外側積分値を更新する。そし
て、「判断A」でもって、外側積分値の収束を判断す
る。
In addition, by calling the subroutine shown in the processing flow of FIG. 9 for the "BOX5" among the interval division points of the doubled outer integral, for which the inner integral value has not yet been calculated, Calculate the inner integral value. Further, the outer integral value is updated by "BOX6" according to the inner integral value calculated in "BOX5". Then, the "judgment A" is used to judge the convergence of the outer integral value.

【0103】次に、図10に示す処理説明図に従って、
この図7ないし図9の処理フローの処理について具体的
に説明する。図10に示すように、1回目で、外側積分
の区間分割点として、「i=4」が設定され、これに対
応して、この外側積分の区間分割点に対して、「j=
4」という1つの内側積分の区間分割点が設定されるこ
とで内側積分値が算出されるとともに、これらの内側積
分値を使って外側積分値が算出される。
Next, according to the process explanatory diagram shown in FIG.
The processing of the processing flow shown in FIGS. 7 to 9 will be specifically described. As shown in FIG. 10, “i = 4” is set as the section dividing point of the outer integration at the first time, and correspondingly, “j =
The inner integral value is calculated by setting one inner integral section dividing point of "4", and the outer integral value is calculated using these inner integral values.

【0104】次に、2回目で、外側積分の区間分割点と
して、「i=4」に加えて、「i=2,6」が追加さ
れ、これに対応して、これらの外側積分の各区間分割点
に対して、「j=2,4,6」という3つの内側積分の
区間分割点が設定されることで内側積分値が算出される
とともに、これらの内側積分値を使って外側積分値が算
出される。このとき、黒丸部分の区間分割点からなる行
部分は、新規の外側積分の区間分割点から規定される内
側積分の区間分割点であることから、前回の内側積分値
を利用することなく新規に内側積分値が算出されること
になる。すなわち、黒丸部分については関数値を新たに
求める必要がある。
Next, at the second time, "i = 2, 6" is added in addition to "i = 4" as the interval division point of the outer integration, and correspondingly, each of these outer integrations is added. The inner integral value is calculated by setting three inner integral segment dividing points “j = 2, 4, 6” with respect to the segment dividing points, and the outer integral is calculated using these inner integral values. The value is calculated. At this time, since the line part consisting of the section dividing points of the black circles is the section dividing point of the inner integral defined by the new section dividing point of the outer integral, it is newly added without using the previous inner integral value. The inner integral value will be calculated. That is, it is necessary to newly obtain the function value for the black circle portion.

【0105】一方、白丸部分の区間分割点と二重丸部分
の区間分割点との混在する行部分は、前回設定済みの外
側積分の区間分割点から規定される内側積分の区間分割
点であることから、前回までの関数値をもとに求められ
た内側積分値を利用することで内側積分値が算出される
ことになる。すなわち、二重丸部分については今回関数
値を新たに求める必要があるが、白丸部分については今
回関数値を求める必要はない。
On the other hand, the line portion in which the section dividing points of the white circles and the section dividing points of the double circles are mixed is the section dividing point of the inner integral defined from the section dividing point of the outer integral set previously. Therefore, the inner integral value is calculated by using the inner integral value obtained based on the function values up to the previous time. That is, it is necessary to newly obtain the function value this time for the double circle portion, but it is not necessary to obtain the function value this time for the white circle portion.

【0106】続いて、3回目で、外側積分の区間分割点
として、「i=2,4,6」に加えて、「i=1,3,
5,7」が追加され、これに対応して、これらの外側積
分の各区間分割点に対して、「j=1,2,3,4,
5,6,7」という7つの内側積分の区間分割点が設定
されることで内側積分値が算出されるとともに、これら
の内側積分値を使って外側積分値が算出される。
Subsequently, at the third time, in addition to "i = 2,4,6", as a section dividing point of outer integration, "i = 1,3,3"
5, 7 ”is added, and correspondingly,“ j = 1, 2, 3, 4, ”for each of the interval dividing points of these outer integrals.
The inner integral values are calculated by setting the seven inner integral interval dividing points "5, 6, 7", and the outer integral values are calculated using these inner integral values.

【0107】このようにして、本発明では、関数の2次
元数値積分値を算出するときに、内側積分を外側積分と
切り離して収束させていくのではなくて、内側積分の区
間分割点の点数と外側積分の区間分割点の点数とが等し
くなるように制御しつつ2次元数値積分値の収束を図る
構成を採るものである。
As described above, according to the present invention, when the two-dimensional numerical integral value of the function is calculated, the inner integral is not separated from the outer integral and converged, but the score of the interval dividing points of the inner integral is calculated. And the two-dimensional numerical integration value are converged while controlling so that the number of section division points of the outer integration becomes equal.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
関数の2次元数値積分値を求めるときにあって、変数y
を最初に積分して、その後に変数xを積分するという方
法と、変数xを最初に積分して、その後に変数yを積分
するという方法のいずれを採る場合にも、同じサンプリ
ング箇所の関数値を用いていくようになることから、積
分順序に依らずに同一の値が得られる2次元数値積分値
を算出できるようになる。
As described above, according to the present invention,
When calculating the two-dimensional numerical integration value of a function, the variable y
Is integrated first and then the variable x is integrated, or the variable x is first integrated and then the variable y is integrated. Therefore, it becomes possible to calculate a two-dimensional numerical integration value that can obtain the same value regardless of the order of integration.

【0109】そして、本発明では、関数の2次元数値積
分値を求めるときにあって、単一の収束判断構成を採る
ものであることから、2つの収束判断値を設定しなけれ
ばならないという従来技術の煩わしさを回避することが
できるのである。
Further, in the present invention, when the two-dimensional numerical integral value of the function is obtained, since a single convergence judgment configuration is adopted, two convergence judgment values must be set conventionally. The annoyance of technology can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 2 is an example of a processing flow of the present invention.

【図3】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 3 is an example of a processing flow of the present invention.

【図4】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 4 is an example of a processing flow of the present invention.

【図5】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 5 is an example of the processing flow of the present invention.

【図6】本発明の処理説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of processing of the present invention.

【図7】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 7 is an example of the processing flow of the present invention.

【図8】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 8 is an example of the processing flow of the present invention.

【図9】本発明の処理フローの一実施例である。FIG. 9 is an example of the processing flow of the present invention.

【図10】本発明の処理説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of processing of the present invention.

【図11】2次元数値積分処理の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a two-dimensional numerical integration process.

【図12】Simpson 則をベースとする従来技術の処理フ
ローである。
FIG. 12 is a processing flow of a conventional technique based on Simpson's rule.

【図13】Simpson 則をベースとする従来技術の処理フ
ローである。
FIG. 13 is a processing flow of a conventional technique based on the Simpson rule.

【図14】従来技術の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 2次元数値積分算出装置 10 関数情報管理手段 11 第1の算出手段 12 区間分割点設定手段 13 格納手段 14 第2の算出手段 15 判断手段 16 起動手段 17 区間分割点設定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Two-dimensional numerical integral calculation device 10 Function information management means 11 First calculation means 12 Section dividing point setting means 13 Storage means 14 Second calculating means 15 Judging means 16 Starting means 17 Section dividing point setting means

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 与えられた関数の2次元数値積分値を算
出する構成を採る2次元数値積分算出装置において、 外側積分の区間分割点となる内側積分対象の座標点が与
えられるときに、該座標点の点数に等しい値を持つ内側
区間の区間分割点を設定して、規定の積分手法に従い、
該区間分割点の関数値を用いて2次元数値積分の内側積
分値を算出する第1の算出手段(11)と、 上記第1の算出手段(11)が内側積分値を算出するとき
に、規定の積分手法に従い、該内側積分値を用いて2次
元数値積分値となる外側積分値を算出する第2の算出手
段(14)と、 上記第2の算出手段(14)の算出する外側積分値の収束を
判断する判断手段(15)と、 上記判断手段(15)が非収束を判断するときに、前回より
も大きな値を持つ外側積分の区間分割点を設定すること
で内側積分対象となる新たな座標点を設定して上記第1
の算出手段(11)を起動する起動手段(16)とを備えること
を、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
1. A two-dimensional numerical integration calculating device having a configuration for calculating a two-dimensional numerical integral value of a given function, when a coordinate point of an inner integration target which is a section dividing point of outer integration is given. Set the section dividing points of the inner section that have a value equal to the number of coordinate points, and follow the specified integration method,
A first calculating means (11) for calculating an inner integrated value of two-dimensional numerical integration using the function value of the section dividing point, and when the first calculating means (11) calculates the inner integrated value, A second calculation means (14) for calculating an outer integration value which is a two-dimensional numerical integration value using the inner integration value according to a prescribed integration method, and an outer integration value calculated by the second calculation means (14). When the judgment means (15) for judging the convergence of the value and the above judgment means (15) judge the non-convergence, the interval dividing point of the outer integration having a larger value than the previous time is set to determine the inner integration target Set a new coordinate point
And a starting means (16) for activating the calculating means (11).
【請求項2】 請求項1記載の2次元数値積分算出装置
において、 起動手段(16)は、外側積分の区間分割点を新たに追加す
ることで内側積分対象となる新たな座標点を設定して第
1の算出手段(11)を起動していくよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
2. The two-dimensional numerical integration calculation device according to claim 1, wherein the starting means (16) sets a new coordinate point to be an inner integration target by newly adding an interval division point of the outer integration. A two-dimensional numerical integration calculation device characterized by performing processing so as to activate the first calculation means (11).
【請求項3】 請求項2記載の2次元数値積分算出装置
において、 第1の算出手段(11)の算出する内側積分値と、該内側積
分値の算出処理に用いられた中間計算値とを更新しつつ
格納する格納手段(13)を備え、 起動手段(16)は、既に内側積分値を算出してある内側積
分対象の座標点については、上記格納手段(13)の格納す
る対応の内側積分値及び中間計算値を通知情報にして第
1の算出手段(11)を起動するとともに、該第1の算出手
段(11)は、起動手段(16)から内側積分値及び中間計算値
が通知されるときには、該内側積分値及び中間計算値を
用いてより精度の高い新たな内側積分値及び中間計算値
を算出していくよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
3. The two-dimensional numerical integral calculation device according to claim 2, wherein the inner integral value calculated by the first calculating means (11) and the intermediate calculated value used for the calculation processing of the inner integral value are calculated. The storing means (13) for storing while updating is provided, and the starting means (16) is provided with the corresponding inner side stored in the storing means (13) for the coordinate point of the inner integration target for which the inner integral value has already been calculated. The integrated value and the intermediate calculated value are used as notification information to start the first calculating means (11), and the first calculating means (11) notifies the inner integrated value and the intermediate calculated value from the starting means (16). A two-dimensional numerical integral calculating device characterized by performing processing to calculate a new inner integrated value and intermediate calculated value with higher accuracy using the inner integrated value and intermediate calculated value.
【請求項4】 請求項3記載の2次元数値積分算出装置
において、 第1及び第2の算出手段(11,14) は、積分手法としてSi
mpson 則を用いるよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
4. The two-dimensional numerical integration calculation device according to claim 3, wherein the first and second calculation means (11, 14) are Si integration methods.
A two-dimensional numerical integral calculation device characterized by processing using the mpson rule.
【請求項5】 請求項2記載の2次元数値積分算出装置
において、 第1の算出手段(11)の算出する内側積分値を更新しつつ
格納する格納手段(13)を備え、 起動手段(16)は、既に内側積分値を算出してある内側積
分対象の座標点については、上記格納手段(13)の格納す
る対応の内側積分値を通知情報にして第1の算出手段(1
1)を起動するとともに、該第1の算出手段(11)は、起動
手段(16)から内側積分値が通知されるときには、該内側
積分値を用いてより精度の高い新たな内側積分値を算出
していくよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
5. The two-dimensional numerical integration calculation device according to claim 2, further comprising a storage means (13) for storing the inner integration value calculated by the first calculation means (11) while updating the start-up means (16). ), For the coordinate point of the inner integration target for which the inner integration value has already been calculated, the corresponding inner integration value stored in the storage means (13) is used as notification information for the first calculation means (1
In addition to activating 1), when the first calculating means (11) notifies the inner integral value from the activating means (16), it uses the inner integral value to generate a new inner integral value with higher accuracy. A two-dimensional numerical integration calculation device characterized by performing processing to calculate.
【請求項6】 請求項5記載の2次元数値積分算出装置
において、 第1及び第2の算出手段(11,14) は、積分手法として台
形則を用いるよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
6. The two-dimensional numerical integration calculation device according to claim 5, wherein the first and second calculation means (11, 14) perform processing so as to use a trapezoidal rule as an integration method. Dimensional numerical integration calculator.
【請求項7】 請求項5記載の2次元数値積分算出装置
において、 第1及び第2の算出手段(11,14) は、積分手法としてI
MT則を用いるよう処理することを、 特徴とする2次元数値積分算出装置。
7. The two-dimensional numerical integration calculating device according to claim 5, wherein the first and second calculating means (11, 14) are I as an integration method.
A two-dimensional numerical integration calculation device characterized by performing processing using the MT rule.
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