数学 > 数值分析
[提交于 2025年1月1日
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标题: 用深度学习粒子法求解McKean-Vlasov方程
标题: Solving McKean-Vlasov Equation by deep learning particle method
摘要: 我们介绍了一种基于深度学习的新型无网格模拟方法,用于求解麦凯恩-弗拉索夫随机微分方程(MV-SDE),适用于自相互作用和相互作用场景。传统上,该方程的数值方法依赖于交互粒子法与基于伊藤-泰勒展开的技术相结合。这种方法的收敛率由两个参数决定:每次欧拉迭代的粒子数 $N$ 和时间步长 $h$。然而,对于长时间范围或具有较大利普希茨系数的方程,这种方法通常受到限制,因为它需要显著增加欧拉迭代次数以达到期望的精度 $\epsilon$。为了解决连续交互粒子系统模拟难以并行化的挑战,这些系统涉及求解高维耦合SDE,我们提出了一种基于物理信息神经网络(PINNs)的无网格MV-SDE求解器,无需依赖传播混沌结果。我们的方法利用伊藤微积分构造一个伪MV-SDE,然后量化此方程与原始MV-SDE之间的差异,通过损失函数最小化误差。该损失通过一种独立于时间步长的优化算法控制,并且我们提供了损失函数的误差估计。通过相应的仿真验证了我们方法的优势。
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