科纳尔·凯利;上帝,加布里埃尔·J·。 非全局Lipschitz系数随机系统的自适应Euler方法。 (英语) Zbl 1480.60182号 数字。算法 89,编号2,721-747(2022). 摘要:对于漂移和扩散都不是全局Lipschitz连续的半线性随机微分方程组,我们提出了强收敛的显式和半隐式自适应数值格式。数值不稳定性可能由线性算子的刚度或离散化下非线性漂移的扰动引起,或两者兼而有之。典型的应用来自SPDE的空间离散化、金融中的随机波动模型或某些生态模型。在包含montonicity的条件下,我们证明了仅基于漂移调整步长的时间步长策略足以控制增长并获得多项式阶的强收敛性。对于(εin(0,1)),我们的格式的强收敛阶为(1-ε)/2,其中,随着SDE解可用的有限矩数量的增加,(ε)变得任意小。在数值上,我们将自适应半隐式方法与全漂移隐式方法以及其他三种显式方法进行了比较。我们的数值结果表明,总体而言,自适应半隐式方法是稳健、高效的,非常适合作为通用求解器。 引用于2文件 理学硕士: 60甲15 随机偏微分方程(随机分析方面) 60华氏35 随机方程的计算方法(随机分析方面) 65立方米 随机微分和积分方程的数值解 91B70型 经济学中的随机模型 关键词:随机微分方程;自适应时间步长;半隐式欧拉方法;非全局Lipschitz系数;强收敛性 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{C.Kelly}和\textit{G.J.Lord},数字。算法89,No.2,721--747(2022;Zbl 1480.60182) 全文: 内政部 arXiv公司 OA许可证 参考文献: [1] Appleby,J。;凯利,C。;毛,X。;Rodkina,A.,关于带衰减随机扰动的多项式差分方程的局部动力学,Dyn。Contin公司。离散脉冲。系统。序列号。数学。分析。,17, 401-430 (2010) ·Zbl 1192.39016号 [2] 贝恩,W-J;Isaak,E。;Kruse,R.,显式和隐式欧拉型格式的随机c稳定性和b一致性,J.Sci。计算。,67, 3, 955-987 (2016) ·Zbl 1362.65011号 ·doi:10.1007/s10915-015-0114-4 [3] 巴克瓦尔,E。;Kelly,C.,随机微分方程组数值方法的非正规漂移结构和线性稳定性分析,计算。数学。申请。,64, 2282-2293 (2012) ·Zbl 1268.60091号 ·doi:10.1016/j.camwa.2012.02.059 [4] 伯拉格,PM;Burrage,K.,《随机微分方程的变步长实现》,SIAM J.Sci。计算。,24, 3, 848-864 (2002) ·Zbl 1034.65003号 ·doi:10.1137/S1064827500376922 [5] 收益,JG;Lyons,TJ,随机微分方程数值解中的变步长控制,SIAM J.Appl。数学。,57, 1455-1484 (1997) ·Zbl 0888.60046号 ·doi:10.1137/S00361399995286515 [6] 方,W。;Giles,M.,《具有非全局Lipschitz漂移的SDE的自适应欧拉-马鲁亚马方法》,Ann.Appl。概率。,30, 2, 526-560 (2020) ·Zbl 1464.60061号 ·doi:10.1214/19-AAP1507 [7] 海姆,DJ;毛,X。;Stuart,AM,非线性随机微分方程欧拉型方法的强收敛性,SIAM J.Numer。分析。,40, 1041-1063 (2002) ·Zbl 1026.65003号 ·doi:10.137/S0036142901389530 [8] 海姆,DJ;Trefethen,LN,ODE刚度,位数值。数学。,33, 2, 285-303 (1993) ·Zbl 0782.65091号 ·doi:10.1007/BF01989751 [9] Hutzenthaler,M。;Jentzen,A.,具有非全局Lipschitz连续系数的随机微分方程的数值逼近,Mem。阿默尔。数学。Soc.,236,v+99(2015)·Zbl 1330.60084号 [10] Hutzenthaler,M.,Jentzen,A.:关于摄动理论和具有非全局单调系数的随机常微分方程和偏微分方程的强收敛速度。arXiv:1401.0295·Zbl 07206753号 [11] Hutzenthaler,M。;Jentzen,A。;Kloeden,PE,非全局Lipschitz连续系数随机微分方程Euler方法的有限时间强发散和弱发散,Proc。R.Soc.伦敦。序列号。数学。物理学。工程科学。,467, 1563-1576 (2011) ·Zbl 1228.65014号 [12] Hutzenthaler,M。;Jentzen,A。;Kloeden,PE,非全局Lipschitz连续系数SDE显式数值方法的强收敛性,Ann.Appl。概率。,1611-1641年(2012年)·兹比尔1256.65003 ·doi:10.1214/11-AAP803 [13] 伊利·S。;KR杰克逊;Enright,WH,随机微分方程强数值解的自适应时间步长,Numer。阿尔戈。,68, 791-812 (2015) ·Zbl 1312.65006号 ·doi:10.1007/s11075-014-9872-6 [14] 凯利,C。;Lord,GJ,非线性随机系统的自适应时间步长策略,IMA J.Numer。分析。,38, 3, 1523-1549 (2018) ·Zbl 1477.65023号 ·doi:10.1093/imanum/drx036 [15] Kelly,C.,Lord,G.J.,Sun,F.:具有单侧Lipschitz漂移的SDE自适应时间步长Milstein方法的强收敛性。arXiv:1909.00099 [16] 凯利,C。;Rodkina,A。;Rapoo,A.,强离散非线性随机微分方程的路径稳定性和正性的自适应时间步长,J.Compute。申请。数学。,334,39-57(2018)·兹比尔1385.37070 ·doi:10.1016/j.cam.2017.11.027 [17] Lewis,A.L.:随机波动下的期权估价:使用Mathematica代码。财务总监(2000)·Zbl 0937.91060号 [18] 刘伟。;Mao,X.,随机微分方程随机变量步长Euler-Maruyama方法的几乎必然稳定性,Numer。阿尔戈。,74, 2, 573-592 (2017) ·Zbl 1371.65010号 ·doi:10.1007/s11075-016-0162-3 [19] Lord,G.J.,Campbell,S.:具有非Lipschitz漂移的随机偏微分方程的自适应时间步长。arXiv:1812.09036 [20] 主,GJ;鲍威尔,CE;Shardlow,T.,《计算随机偏微分方程导论》,剑桥应用数学教材(2014),纽约:剑桥大学出版社,纽约·Zbl 1327.60011号 ·doi:10.1017/CBO9781139017329 [21] Mao,X.,随机微分方程及其应用(2008),霍伍德:2,霍伍德·doi:10.1533/9780857099402 [22] Mao,X.,随机微分方程的截断Euler-Maruyama方法,J.Compute。申请。数学。,290, 370-384 (2015) ·Zbl 1330.65016号 ·doi:10.1016/j.cam.2015.06.002 [23] Mao,X.,随机微分方程截断Euler Maruyama方法的收敛速度,计算机J。申请。数学。,296, 362-375 (2016) ·Zbl 1378.65036号 ·doi:10.1016/j.cam.2015.09.035 [24] 毛,X。;Szpruch,L.,非全局Lipschitz连续系数随机微分方程隐式数值方法的强收敛性和稳定性,J.Compute。申请。数学。,238, 14-28 (2013) ·Zbl 1262.65012号 ·doi:10.1016/j.cam.2012.08.015 [25] Sabanis,S.,关于驯服欧拉近似的注释,电子,公社。概率。,18, 10 (2013) ·Zbl 1329.60237号 [26] Sabanis,S.,《变系数欧拉近似:扩散系数超线性增长的情况》,Ann.Appl。概率。,26, 2083-2105 (2016) ·Zbl 1352.60101号 ·doi:10.1214/15-AAP1140 [27] Shiryaev,AN,《概率》(1996),柏林:施普林格出版社,柏林·doi:10.1007/978-1-4757-2539-1 [28] Stuart,A.M.,Humphries,A.R.:动力系统与数值分析CUP(1996)·Zbl 0869.65043号 [29] Szpruch,L.,Zhang,X.:SDE显式数值格式的V-可积性、渐近稳定性和比较定理。数学。计算。即将亮相(2018年)·兹比尔1380.65020 [30] Tretyakov,MV;Zhang,Z.,局部Lipschitz系数SDE的基本均方收敛定理及其应用,SIAM J.Numer。分析。,51, 3135-3162 (2013) ·Zbl 1293.60069号 ·数字对象标识代码:10.1137/120902318 [31] 张,Z。;Ma,H.,具有局部Lipschitz系数的SDE的序保护强格式,Appl。数字。数学。,112, 1-16 (2017) ·Zbl 1354.65017号 ·doi:10.1016/j.apnum.2016.09.013 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。