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由尺寸参数缩放的主方程近似层次。 (英语) Zbl 1136.65007号

总结:主方程的解是使用基于常微分方程解的模型层次来近似的:宏观方程、线性噪声近似和力矩方程。近似的优点是,确定性算法的计算工作量在物种数量上以多项式形式增长,而不是在主方程的传统方法中以指数形式增长。
从理论上和数值例子中研究了近似值之间的关系。当测量系统尺寸的参数增大时,解收敛到宏观方程。提出了估算近似精度的计算准则。这些数值例子是人口动力学和分子生物学中的人口迁移模型。

MSC公司:

65立方米 随机微分和积分方程的数值解
92D25型 人口动态(一般)
92E10型 分子结构(图形理论方法、微分拓扑方法等)
60小时10分 随机常微分方程(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)

软件:

算法823
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Barkai,N.和Leibler,S.:昼夜钟受噪音限制。《自然》403,267–268(2000)
[2] Caflisch,R.E.:蒙特卡罗和准蒙特卡罗方法。Acta Numer公司。7, 1–49 (1998) ·Zbl 0949.65003号 ·doi:10.1017/S0962492900002804
[3] Cao,Y.,Gillespie,D.,Petzold,L.:化学反应系统随机部分平衡假设的多尺度随机模拟算法。J.计算。物理学。206, 395–411 (2005) ·Zbl 1088.80004号 ·doi:10.1016/j.jcp.2004.12.014
[4] Chen,W.-Y.,Bokka,A.:非线性流行病学的随机建模。J.西奥。生物.234,455–470(2005)·doi:10.1016/j.jtbi.2004.11.033
[5] Dieckmann,U.,Marrow,P.,Law,R.:捕食者-食饵相互作用中的进化循环:种群动力学和红皇后。J.西奥。生物学176,91–102(1995)·doi:10.1006/jtbi.1995.0179
[6] Dieudonne,J.:现代分析的基础。纽约学术出版社(1969)·Zbl 0176.00502号
[7] E、 W.,Liu,D.,Vanden-Eijnden,E.:多时间尺度化学动力学系统的嵌套随机模拟算法。J.计算。物理学。221, 158–180 (2007) ·Zbl 1162.80003号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.06.019
[8] Elf,J.,Ehrenberg,M.:用线性噪声近似快速评估生化网络中的波动。基因组研究13,2475–2484(2003)·doi:10.1101/gr.1196503
[9] Elf,J.,Lötstedt,P.,Sjöberg,P.:分子生物学中的高维问题。摘自:Hackbusch,W.(编辑)《高维问题——数值处理和应用》。第19届GAMM-Seminar会议记录,莱比锡,2003年,第21-30页;可在获取http://www.mis.mpg.de/conferences/gamm/2003/ (2003)
[10] Elf,J.、Paulsson,J.,Berg,O.G.、Ehrenberg,M.:细胞内代谢物池中的近临界现象。生物物理学。J.84,154-170(2003)·doi:10.1016/S0006-3495(03)74839-5
[11] Engblom,S.:计算主方程高维解的矩。申请。数学。计算。180, 498–515 (2006) ·Zbl 1103.65011号 ·doi:10.1016/j.amc.2005.12.032
[12] Engquist,B.,Runborg,O.:计算高频波传播。Acta Numer公司。3, 181–266 (2003) ·Zbl 1049.65098号 ·doi:10.1017/S0962492902000119
[13] Escudera,C.,Buceta,J.,de la Rubia,F.J.,Lindenberg,K.:种群动态中的灭绝。物理学。版本E 69,021908(2004)·doi:10.1103/PhysRevE.69.021908
[14] Ethier,S.N.,Kurtz,T.G.:马尔可夫过程,表征和收敛。威利,纽约(1986)·兹比尔0592.60049
[15] Faure,H.:组合套房的离散度(维度)。《阿里姆学报》。41, 337–351 (1982) ·Zbl 0442.10035号
[16] Ferm,L.,Lötstedt,P.:低维主方程的自适应解。瑞典乌普萨拉大学信息技术系2007-023技术报告;可在获取http://www.it.uu.se/research/publications/reports/2007-023/ (2007)
[17] Ferm,L.,Lötstedt,P.,Sjöberg,P.:随机化学反应的Fokker-Planck方程的保守解。BIT 46,S61–S83(2006)·Zbl 1105.65091号 ·doi:10.1007/s10543-006-0082-z
[18] Fox,R.F.,Keizer,J.:物理系统中混沌动力学放大内在涨落。物理学。修订版A 43,1709–1720(1991)·doi:10.1103/PhysRevA.43.1709
[19] Gardiner,C.W.:《随机方法手册》,第3版。施普林格,柏林(2004)·Zbl 1143.60001号
[20] Giles,M.B.,Süli,E.:偏微分方程的伴随方法:后验误差分析和对偶后处理。Acta Numer公司。11, 145–236 (2002) ·Zbl 1105.65350号 ·doi:10.1017/S096249290200003X号文件
[21] Gillespie,D.T.:数值模拟耦合化学反应随机时间演化的通用方法。J.计算。物理学。22, 403–434 (1976) ·doi:10.1016/0021-9991(76)90041-3
[22] Givon,D.,Kupferman,R.,Stewart,A.:提取宏观动力学:模型问题和算法。非线性17,R55–R127(2004)·Zbl 1073.82038号 ·doi:10.1088/0951-7715/17/6/R01
[23] Hairer,E.,Nörsett,S.P.,Wanner,G.:求解常微分方程I.非刚性问题,第2版。柏林施普林格(1993)·Zbl 0789.65048号
[24] Hong,H.S.,Hickernell,F.J.:算法823:实现加扰数字序列。ACM事务处理。数学。柔和。29, 95–109 (2003) ·Zbl 1068.11049号 ·doi:10.1145/779359.79360
[25] Kurtz,T.G.:作为纯跳跃马尔可夫过程极限的常微分方程的解。J.应用。普罗巴伯。7, 49–58 (1970) ·Zbl 0191.47301号 ·doi:10.307/3121147
[26] Kurtz,T.G.:跳跃马尔可夫过程序列逼近常微分过程的极限定理。J.应用。普罗巴伯。7, 344–356 (1971) ·兹标0219.60060 ·文件编号:10.2307/3211904
[27] Lötstedt,P.,Ferm,L.:随机化学反应的Fokker-Planck方程的降维。多尺度方法模拟。5, 593–614 (2006) ·Zbl 1126.82027号 ·数字对象标识代码:10.1137/050639120
[28] McAdams,H.H.,Arkin,A.:基因表达的随机机制。程序。美国国家科学院。科学。美国94、814–819(1997)·doi:10.1073/pnas.94.3.814
[29] 麦克亚当斯,H.H.,阿金,A.:这是一个吵闹的行业。纳米级的基因调控。趋势Genet。15, 65–69 (1999) ·doi:10.1016/S0168-9525(98)01659-X
[30] McKane,A.J.,Newman,T.J.:人口生物学中的随机模型及其确定性类似物。物理学。版本E 70,041902(2004)·doi:10.1103/PhysRevE.70.041902
[31] Murray,J.D.:《数学生物学I.导论》,第3版。斯普林格,纽约(2002)·Zbl 1006.92001号
[32] Oden,J.T.,Prudhomme,S.:计算力学中建模误差的估计。J.计算。物理学。182, 496–515 (2002) ·兹比尔1053.74049 ·doi:10.1006/jcph.2002.7183
[33] Owen,A.B.:加扰网求积的蒙特卡罗方差。SIAM J.数字。分析。34, 1884–1910 (1997) ·Zbl 0890.65023号 ·doi:10.1137/S0036142994277468
[34] Risken,H.:福克-普朗克方程,第2版。施普林格,柏林(1996)·Zbl 0866.60071号
[35] Sjöberg,P.、Lötstedt,P.和Elf,J.:分子生物学中主方程的福克-普朗克近似。计算。视觉。科学。(2007). doi:10.1007/s00791-006-0045-6
[36] Stollenwerk,N.,Jensen,V.A.A.:脑膜炎,接近临界的致病性:脑膜炎球菌病的流行病学,作为意外病原体的模型。J.西奥。生物学222347-359(2003)·doi:10.1016/S0022-5193(03)00041-9
[37] Strogatz,S.H.:非线性动力学和混沌。珀尔修斯出版社,剑桥(1994)
[38] Succi,S.:流体动力学及其以外的格子Boltzmann方程。克拉伦登,牛津(2001)·Zbl 0990.76001号
[39] van Kampen,N.G.:主方程的展开。高级化学。物理学。34, 245–309 (1976) ·doi:10.1002/9780470142530.ch5
[40] van Kampen,N.G.:《物理和化学中的随机过程》。荷兰北部,阿姆斯特丹(1992年)·Zbl 0511.60038号
[41] Vilar,J.M.G.,Kueh,H.Y.,Barkai,N.,Leibler,S.:遗传振荡器的抗噪声机制。程序。美国国家科学院。科学。美国99,5988–5992(2002)·doi:10.1073/pnas.092133899
[42] Weidlich,W.:社会动力学。社会科学中数学建模的系统方法。泰勒和弗朗西斯,伦敦(2000年)·Zbl 0978.91074号
[43] Weidlich,W.:三十年的社会动力学。社会科学建模的综合战略:在移民和城市演变中的应用。混沌独奏。分形。24, 45–56 (2005) ·Zbl 1142.91727号
[44] Wilcox,D.C.:CFD湍流建模。加利福尼亚州拉卡那达市DCW工业公司(1994年)
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