Semilinear hyperbolic stochastic partial differential equations have various applications in the natural and engineering sciences. From a modeling point of view the Gaussian setting may be too restrictive, since applications in mathematical finance and phenomena such as porous media or pollution models indicate an influence of noise of a different nature. In order to capture temporal discontinuities and allow for heavy-tailed distributions, Hilbert space-valued L\'evy processes (or L\'evy fields) as driving noise terms are considered. The numerical discretization of the corresponding SPDE involves several difficulties: Low spatial and temporal regularity of the solution to the problem entails slow convergence rates and instabilities for space/time-discretization schemes. Furthermore, the L\'evy process admits values in a possibly infinite-dimensional Hilbert space, hence projections onto a finite-dimensional subspace for each discrete point in time are necessary. Finally, unbiased sampling from the resulting L\'evy field may not be possible. We introduce a novel fully discrete approximation scheme that addresses all of these aspects. Our central contribution is a novel discontinuous Petrov-Galerkin scheme for the spatial approximation that naturally arises from the weak formulation of the SPDE. We prove optimal convergence of this approach and couple it with a suitable time stepping scheme to avoid numerical oscillations. Moreover, we approximate the driving noise process by truncated Karhunen-Lo\'eve expansions. The latter essentially yields a sum of scaled and uncorrelated one-dimensional L\'evy processes, which may be simulated with controlled bias by Fourier inversion techniques.


翻译:在自然科学和工程科学中,半线性超双曲线偏差偏差方程式有多种应用。 从模型的角度来看,高山环境的设置可能限制性过强,因为数学融资的应用和诸如多孔媒体或污染模型等现象表明不同性质的噪音的影响。为了捕捉时空不连续现象并允许大量尾量分布,Hilbert空间价值L\'evy(或L\'evy字段)过程(或L\'evy字段)是考虑驱动噪音条件的。对应的SPDE数字离散涉及若干困难:解决问题的空间和时间规律性低,意味着空间/时间分解机制的加速率和不稳定性。此外,L\'evy过程在可能是一个无限的Hilbert空间空间,因此预测每个离散点的有限空间分层空间。最后,从产生的L\'vyvy字段中进行公正的取样可能是不可能的。我们的核心贡献是一个不连续的 Petrovi-lairal calalalal 方法,从一个不连续的Plev-ralkinal-ralalalal roilalal 方法到我们一个不固定的节流流流流流流流的精确的精确的轨道,从而可以通过一个最精确的流流流的流化的精确的流化的流化的流化的流化的流压方法来证明。

0
下载
关闭预览

相关内容

【经典书】计算理论导论,482页pdf
专知会员服务
78+阅读 · 2021年4月10日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
数据科学导论,54页ppt,Introduction to Data Science
专知会员服务
39+阅读 · 2020年7月27日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
239+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
169+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2017年9月12日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月26日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月25日
VIP会员
相关VIP内容
【经典书】计算理论导论,482页pdf
专知会员服务
78+阅读 · 2021年4月10日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
数据科学导论,54页ppt,Introduction to Data Science
专知会员服务
39+阅读 · 2020年7月27日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
239+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
169+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2017年9月12日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员