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特殊准随机结构:随机均匀化的选择方法。 (英语) Zbl 1334.35450号

作者提出并研究了散度形式椭圆方程齐次化的方差约简方法\[-\操作符名{div}\left(A\left)({cdot\over\varepsilon},\omega\right)\nabla u^{\varepsilen}(\cdot,\omega)\right,\]其中,域(D)是有界且正则的,(f)在H^{-1}(D)中是确定性函数,域(A)是一个固定的矩阵值一致椭圆的,一致有界且在离散意义随机场中是平稳的,(varepsilon>0)是一小参数。让我们考虑(mathbb R^d)中的校正问题(-\operatorname{div}[A(p+nabla w{p})]=0\),几乎可以肯定的是,(int_{Q}\mathrm{E}(nabla w{p})=0\,(Q=(0,1)^d)和(nablaw{p{)是稳定的。校正器问题的解给出了齐次方程的确定性和常数系数(A^*\),这反过来又作为椭圆方程给定问题的近似。确定性均匀化矩阵(A^*)由定义的随机变量(A^*{N}(ω))近似\[A^*{N}(\omega)p={1\over|Q_{N}|}\int_{Q_{N/}A(\cdot,\omega。\]本文的主要理论结果如下。设((X_{k})_{k\in\mathbbZ^d})是遵循公理(mu)的i.i.d.标量随机变量序列。假设(mu)对于(mathbb R)上的Lebesgue测度是绝对连续的,并且对于任何(k in mathbb Z^d),(X_{k}(omega)in[-1,1]\)几乎是肯定的。让我们考虑平稳随机场\[A(y,ω)=C_0+\sum\limits_{k\in\mathbb Z^d}X_{k}(ω){\mathbf 1}_{Q+k},\]其中,\(C_0\)是常数,\(C1\)是\(mathbb Z^d)-周期且有界的。如果(C_0+C_1(y))和(C_0-C_1(y))一致矫顽,则(C_0)和(C1)对称,且设(f:mathbb R\tomathbb R,fneq\text{constant})是具有紧水平集的可测函数。然后,\[\mathrm{E}\left[A^*{N}\left |{1\over|Q_{N}|}\sum\limits_{k\在Q_{N}\cap\mathbbZ^d}f(X_{k})=\mathrm}[f(X_0)]\right中。\右]\至A^*,\]作为\(N\to\infty\),其中\[A^*p=\mathrm{E}\left[\int_{Q} 一个(x,\cdot)(p+\nabla w_{p}(x,\ cdot))dx\right],\text{表示所有}p\in\mathbb R^d。\]本文数值试验的结论如下。该方法使系统误差保持近似恒定,而方差减少了几个数量级。

MSC公司:

35卢比60 随机偏微分方程的偏微分方程
35B27型 PDE背景下的均质化;周期结构介质中的偏微分方程
65二氧化碳 蒙特卡罗方法
65立方米 随机微分和积分方程的数值解
60华氏35 随机方程的计算方法(随机分析方面)
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