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随机均匀化中遍历性的量化:基于Glauber动力学谱间隙的最优界。 (英语) Zbl 1314.39020号

作者定量研究了具有随机系数的格点(mathbb Z^d)上离散椭圆方程的有效大规模行为。如果系数(a(\cdot))是平稳的且遍历的,则已知一个定性的均匀化结果,即作为(\varepsilon\downarrow0)椭圆算子(-\nabla\cdota(\cd ot/\varepsi lon)\nabla)几乎肯定会收敛到均匀化椭圆算子(-\nabla/cdota_{text{hom}}\nabla-)。作者考虑具有一致椭圆、有界、对角随机系数的线性二阶差分方程。用\(\Omega_0=\{\text{diag}(a_1,\ldots,a_{d})\in\mathbb R^{d\times d}:\;表示;\lambda\leqa{j}\leq1,j=1,dots,d\})容许系数矩阵的集合,其中(lambda>0)是椭圆常数。用\(A\)表示的系数字段是\(\mathbb Z^{d}\)上的一个函数,它在\(\Omega_0\)中取值。作者赋予\(\Omega=(\Omega_0)^{\mathbbZ^{d}}\)产品拓扑。(Omega)上的概率测度称为系综,用(langle\cdot\rangle)表示相关系综平均值。
对于标量字段\(\ zeta:\;\mathbb Z^{d}\ to \mathbbR \),向量字段\(\xi=(\xi_1,\dots,\xi_{d}):\;\mathbb Z^{d}到mathbb R^{d{),空间导数\(nabla{i}\zeta(x)=\ zeta(x+e_i)-\ zeta}\xi=\sum{i=1}^{d}\nabla{i}^{*}\xi{i})被定义,其中\((e_1,\dots,e_{d})\)表示\(mathbb R^{d}\)的规范基础。
对于标量随机变量\(\zeta:\;\Omega\to\mathbb R\),向量值随机变量\;\Omega\to\mathbb R^{d})让我们定义水平导数\(d_{i}\zeta(a)=\zeta=\sum_{i=1}^{d} d类^{*}{i}\xi{i}\)。
通过最小化问题,利用(langle\cdot\rangle)均匀化系数的对称矩阵(a{hom})_{hom}e(人名)=\inf_{\bar\phi}\langle(e+\nabla\bar\fhi)\cdot a(e+\nabla\bar\fi)\rangle)是关联的,其中下确界在所有平稳随机域上运行(\bar\ph:\;\Omega\times\mathbb Z^{d}\to\mathbb R\)。校正方程的形式为(mathbb Z^{d})上的(nabla^{*}a(nabla bar\phi+e)=0)和均匀化公式_{hom}e(人名)如果存在固定校正器,=langle a(nabla\bar\phi+e)\rangle)成立。
我们说,在大小为(L\in\mathbbN)的环面上,(\langle\cdot\rangle)满足一个常数为(\rho>0)的谱隙,简而言之,如果对于所有的(L^2(\Omega)中的zeta\rangle=0),我们有(\langles\zeta\rangle\leq{1\over\rho}\sum_y\in([0,L]\cap\mat)hbb Z)^{d}}\left\langle(\partial\zeta/\partial_{五十} 年)^2\right\rangle\),其中\(\partial\zeta/\partial_{五十} 年=\zeta-\langle\zeta\rangle_{L,y}),\(\langle\ zeta\rangle_{L,y{)是给定\(a(x)\)的所有\(x\in\mathbb Z^{d}\setminus\{y+L\mathbbZ^{d\})的条件期望。
本文的主要结果如下。假设\(langle\cdot\rangle\)是平稳的,\(L\)是周期的,并且满足\(SG_{L}(\rho)\)。然后存在一个指数\(1\leq p_0<\infty\),它只依赖于\(\lambda\)和\(d\geq2\),使得以下语句适用于每个\(p\in(p_0,\infty)\):
对于C_{b}(\Omega)^{d}中的\(xi\)和\(t\geq0\),我们定义\(u(t)=\exp(-tD^{*}a(0)d)d^{**}\xi\)。然后我们有\[\langle|u(t)|^{2p}\rangle ^{1/2p}\leq C(t+1)^{-({d\over4}+{1\over2})^{d}}\left\langle\left|{\partial\xi\over\partial_{五十} 年}\右|^{2p}\右范围^{1/2p},\]常数\(C\)仅取决于\(p,\rho,\lambda\)和\(d\)。

MSC公司:

39A50型 随机差分方程
第39页第14页 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
39甲12 分析主题的离散版本
60甲15 随机偏微分方程(随机分析方面)
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