In this paper, we consider a new approach for semi-discretization in time and spatial discretization of a class of semi-linear stochastic partial differential equations (SPDEs) with multiplicative noise. The drift term of the SPDEs is only assumed to satisfy a one-sided Lipschitz condition and the diffusion term is assumed to be globally Lipschitz continuous. Our new strategy for time discretization is based on the Milstein method from stochastic differential equations. We use the energy method for its error analysis and show a strong convergence order of nearly $1$ for the approximate solution. The proof is based on new H\"older continuity estimates of the SPDE solution and the nonlinear term. For the general polynomial-type drift term, there are difficulties in deriving even the stability of the numerical solutions. We propose an interpolation-based finite element method for spatial discretization to overcome the difficulties. Then we obtain $H^1$ stability, higher moment $H^1$ stability, $L^2$ stability, and higher moment $L^2$ stability results using numerical and stochastic techniques. The nearly optimal convergence orders in time and space are hence obtained by coupling all previous results. Numerical experiments are presented to implement the proposed numerical scheme and to validate the theoretical results.


翻译:本文研究了一类带乘性噪声的半线性随机偏微分方程的时间半离散与空间全离散的新方法。方程漂移项仅需满足单边Lipschitz条件,扩散项则假设为全局Lipschitz连续。我们提出的时间离散新策略基于随机微分方程中的Milstein方法,利用能量法进行误差分析,并证明近似解具有接近$1$阶的强收敛阶。该证明依赖于SPDE解和非线性项的新Hölder连续性估计。对于一般多项式型漂移项,即使数值解的稳定性也难以直接推导。为克服这一困难,我们提出基于插值的有限元方法进行空间离散。通过数值与随机技术,我们获得了$H^1$稳定性、高阶矩$H^1$稳定性、$L^2$稳定性及高阶矩$L^2$稳定性结果。结合上述所有结果,进而得到时间与空间上的接近最优收敛阶。最后通过数值实验实现所提出的数值格式,并验证理论结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】随机模型基础,815页pdf
专知会员服务
105+阅读 · 2023年5月10日
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年12月9日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
RL解决'LunarLander-v2' (SOTA)
CreateAMind
62+阅读 · 2019年9月27日
神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析
AI科技评论
42+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:06
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
2+阅读 · 今天15:31
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:49
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
13+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
相关资讯
RL解决'LunarLander-v2' (SOTA)
CreateAMind
62+阅读 · 2019年9月27日
神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析
AI科技评论
42+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员