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部分吸收介质中相互作用布朗气体的广义Dean-Kawasaki方程

统计力学 2023-12-12 v1 概率论

摘要

Dean-Kawasaki(DK)方程是关于NN个过阻尼布朗粒子气体的全局密度ρ\rho的随机偏微分方程(SPDE)。在热力学极限NN\rightarrow \infty且具有弱成对相互作用的情况下,期望E[ρ]{\mathbb E}[\rho]依分布收敛于McKean-Vlasov(MV)方程的解。在本文中,我们推导了部分吸收一维介质中相互作用布朗气体的广义DK方程。对于在x=0x=0处具有完全反射边界的半直线情形,广义DK方程是关于联合全局密度ρ(x,,t)=N1j=1Nδ(xXj(t))δ(Lj(t))\rho(x,\ell,t)=N^{-1}\sum_{j=1}^N\delta(x-X_j(t))\delta(\ell-L_j(t))的SPDE,其中Xj(t)X_j(t)Lj(t)L_j(t)分别表示第jj个粒子的位置和局部时间。假设DK方程具有明确定义的平均场极限,我们推导了具有反射边界的半直线上的MV方程,并分析了Curie-Weiss(二次)相互作用势的稳态解。然后,我们使用基于相遇的方法来发展x=0x=0处部分吸收边界的类似理论。每个粒子在其局部时间Lj(t)L_j(t)超过随机阈值^j\widehat{\ell}_j时被独立吸收,其概率分布为Ψ()=[^j>]\Psi(\ell)=\P[\widehat{\ell}_j>\ell]。联合全局密度现在对尚未被吸收的粒子集合进行求和,并且期望是关于高斯噪声和随机阈值^j\widehat{\ell}_j取的。还考虑了对有限区间和部分吸收陷阱的扩展。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.06294,
  title  = {A generalized Dean-Kawasaki equation for an interacting Brownian gas in a partially absorbing medium},
  author = {Paul C Bressloff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06294},
  year   = {2023}
}

备注

31 pages, 6 figures