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半直线上带扩散边界条件的动力学Fokker-Planck方程的分数阶扩散极限

Fractional diffusion limit for a kinetic Fokker-Planck equation with diffusive boundary conditions in the half-line

Loïc Béthencourt

AI总结:

本文研究了半直线上带扩散边界条件的动力学Fokker-Planck方程,证明了经过适当缩放的粒子位置过程弱收敛至反射稳定过程,且其空间边缘分布收敛于分数阶热方程的解。

摘要:

我们考虑一个位于$\mathbb{R}_+$上的粒子,其速度为具有重尾不变分布的正递归扩散。当粒子触及边界$x=0$时,它以一个随机的严格正速度重新开始。我们证明,经过适当缩放的位置过程弱收敛到一个在其下确界处反射的稳定过程。从偏微分方程的角度来看,$(X_t, v_t)_{t\geq0}$的时间边缘分布在$(0,\infty)\times\mathbb{R}_+ \times \mathbb{R}$上满足带有扩散边界条件的动力学Fokker-Planck方程。经过适当缩放,其空间边缘分布收敛到$(0,\infty)\times\mathbb{R}_+$上某个分数阶热方程的解。

英文摘要:

We consider a particle living in $\mathbb{R}_+$, whose velocity is a positive recurrent diffusion with heavy-tailed invariant distribution when the particle lives in $(0,\infty)$. When it hits the boundary $x=0$, the particle restarts with a random strictly positive velocity. We show that the properly rescaled position process converges weakly to a stable process reflected on its infimum. From a P.D.E. point of view, the time-marginals of $(X_t, V_t)_{t\geq0}$ solve a kinetic Fokker-Planck equation on $(0,\infty)\times\mathbb{R}_+ \times \mathbb{R}$ with diffusive boundary conditions. Properly rescaled, the space-marginal converges to the solution of some fractional heat equation on $(0,\infty)\times\mathbb{R}_+$.

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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