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基于谱方法的Hilbert空间中Kolmogorov方程的数值方法

A spectral-based numerical method for Kolmogorov equations in Hilbert spaces

Istituto Nazionale di Geofísica e Vulcanología(意大利国家地球物理与火山学研究所);Dipartimento di Matematica, Universitá di Pisa(比萨大学数学系)

Francisco J. Delgado-Vences, Franco Flandoli

AI总结:

本文提出一种基于谱分解的数值方法,用于求解Hilbert空间中随机微分方程相关的Kolmogorov方程,通过Wiener-chaos展开将Kolmogorov方程转化为无限阶常微分方程组,并通过截断得到线性有限差分方程组,进而逼近Kolmogorov方程的解。

摘要:

我们提出了一种数值求解Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程的方法,这些方程与随机偏微分方程在Hilbert空间中相关。该方法基于Ornstein-Uhlenbeck半群的谱分解,允许将Kolmogorov方程的解表示为确定性的Wiener-chaos展开。通过使用这种展开,我们将Kolmogorov方程重新表述为无限阶常微分方程组,并通过截断将其转化为线性有限差分方程组。此类系统的解允许我们构建Kolmogorov方程的近似解。我们用Kolmogorov方程关联的随机扩散方程、Fisher-KPP随机方程和随机Burgers方程在1维情况下的数值方法进行测试。

英文摘要:

We propose a numerical solution for the solution of the Fokker-Planck-Kolmogorov (FPK) equations associated with stochastic partial differential equations in Hilbert spaces. The method is based on the spectral decomposition of the Ornstein-Uhlenbeck semigroup associated to the Kolmogorov equation. This allows us to write the solution of the Kolmogorov equation as a deterministic version of the Wiener-Chaos Expansion. By using this expansion we reformulate the Kolmogorov equation as a infinite system of ordinary differential equations, and by truncation it we set a linear finite system of differential equations. The solution of such system allow us to build an approximation to the solution of the Kolmogorov equations. We test the numerical method with the Kolmogorov equations associated with a stochastic diffusion equation, a Fisher-KPP stochastic equation and a stochastic Burgers Eq. in dimension 1.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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