由噪声驱动的两类流体力学方程的遍历性和大偏差原理

批准号:
11801032
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
张让让
依托单位:
学科分类:
A0210.随机分析与随机过程
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
方小鸽、吴成凤、张露
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中文摘要
随机偏微分方程,特别是具有物理背景的流体力学方程已成为国际概率论界非常活跃的研究领域之一。本项目主要研究两类重要流体力学方程的遍历性和大偏差,包括有粘随机Primitive方程和无粘随机标量守恒律方程。这是两类不同的方程。对于前者,由于该方程在结构上具有高度非线性性,需要新的随机分析和偏微分方程中的技巧来处理一些非平凡的高阶Sobolev范数。对于后者,因为该方程没有粘性项,正则性低,偏微分方程理论中的经典定义和方法不再适用,所以无论从理论还是方法上都需要创新。本项目将研究以下三部分:(1)由可乘噪声驱动的三维Primitive方程的遍历性(2)由可乘噪声驱动的二维Primitive方程的占位时大偏差(3)由可乘噪声驱动的无粘随机标量守恒律方程的Freidlin-Wentzell大偏差。上述研究成果可以帮助我们更好的了解海洋流体的运动并做出天气预测。
英文摘要
Stochastic partial differential equations, especially the hydrodynamic equations with physical background, have become one of the active research fields in the international probability theory. This project mainly studies the ergodic and large deviation principle of two important stochastic partial differential equations in fluid mechanics, including viscous stochastic primitive equations and inviscid stochastic scalar conservation laws. They are two completely different equations. For the former, we need new techniques in stochastic analysis and partial differential equations to deal with some non-trivial high order Sobolev norms because of high nonlinearity in structure. For the latter, because the equation has no viscous term and its regularity is low, the classical definition and method of partial differential equation theory is no longer applicable, so it needs innovation both in theory and method. This project will study the following three parts : (1) Ergodicity of three-dimensional primitive equations driven by multiplicative noise. (2) Large deviation principle of occupation measure for two-dimensional primitive equations driven by multiplicative noise. (3) The Freidlin-Wentzell’s large deviations for stochastic scalar conservation laws driven by multiplicative noise. The above research results can help us better understand the motion of large scale ocean and make weather prediction.
本项目主要研究了流体力学中的几类具有物理背景的流体力学方程的遍历性和大偏差原理,包括随机Primitive方程、守恒律方程、三维tamed Navier-Stokes方程等。在本项目中形成的重要结果有以下三部分:(1)克服非线性项带来的困难,我们证明了由可乘噪声驱动的三维Primitive方程具有指数遍历性。(2)我们证明了由levy噪声驱动的三维tamed Navier-Stokes方程解的适定性。另外,通过适当的能量估计,我们证明了由levy噪声驱动的三维tamed Navier-Stokes方程可以被由布朗运动驱动的三维tamed Navier-Stokes方程逼近。(3)我们研究了守恒律方程的kinetic解,结合偏微分方程和随机分析的技巧,利用新的证明LDP的充分条件,证明了守恒律方程的小扰动大偏差。除了上述方程,我们对其它相关的流体力学方程的正则性和渐近行为也做了研究,并得到一些有意思的结果。上述研究成果可以帮助我们更好的了解大尺度海洋流体的运动情况并做出天气预测。
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Large Deviations for 2D Primitive Equations Driven by Multiplicative Levy Noises
乘法 Levy 噪声驱动的二维原方程的大偏差
DOI:10.1007/s10255-021-1051-7
发表时间:2021
期刊:Acta Mathematicae Applicatae Sinica-English Series
影响因子:0.8
作者:Ma Jin;Zhang Rang-rang
通讯作者:Zhang Rang-rang
SPLITTING UP METHOD FOR 2D STOCHASTIC PRIMITIVE EQUATIONS WITH MULTIPLICATIVE NOISE
具有乘性噪声的二维随机原方程的分解方法
DOI:10.4310/cms.2019.v17.n2.a8
发表时间:2019
期刊:Communications in Mathematical Sciences
影响因子:1
作者:Peng Xuhui;Zhang Rangrang
通讯作者:Zhang Rangrang
Large deviation principles for first-order scalar conservation laws with stochastic forcing
具有随机强迫的一阶标量守恒定律的大偏差原理
DOI:10.1214/19-aap1503
发表时间:2018-06
期刊:Annals of Applied Probability
影响因子:1.8
作者:Dong Zhao;Wu Jiang-Lun;Zhang Rangrang;Zhang Tusheng
通讯作者:Zhang Tusheng
Backward uniqueness of 3D MHD-alpha model driven by linear multiplicative Gaussian noise
线性乘性高斯噪声驱动的 3D MHD-alpha 模型的后向唯一性
DOI:10.1002/mma.5756
发表时间:2019
期刊:Mathematical Methods in the Applied Sciences
影响因子:2.9
作者:Zhang Rangrang
通讯作者:Zhang Rangrang
Semilinear stochastic partial differential equations: Central limit theorem and moderate deviations
半线性随机偏微分方程:中心极限定理和适度偏差
DOI:10.1002/mma.7224
发表时间:2019-03
期刊:MATHEMATICAL METHODS IN THE APPLIED SCIENCES
影响因子:2.9
作者:Xiong Jie;Zhang Rangrang
通讯作者:Zhang Rangrang
两类具有重要物理背景的随机偏微分方程的正则性和渐近行为
- 批准号:12171032
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2021
- 负责人:张让让
- 依托单位:
国内基金
海外基金
