【摘 要】
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自从随机微分方程的基本理论诞生以来,各种复杂的有限维随机模型伴随着随机It(o)公式、随机过程、半鞅理论的成熟而构建起来。随机微分方程在经济、生物、生态以及其它学科中
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自从随机微分方程的基本理论诞生以来,各种复杂的有限维随机模型伴随着随机It(o)公式、随机过程、半鞅理论的成熟而构建起来。随机微分方程在经济、生物、生态以及其它学科中得到了广泛的应用。近年来,人们又应用随机微分方程理论讨论了随机Navier-Stokes方程解的存在性、唯一性和最优控制。由于随机模型的复杂性,很难求得方程的解析解,所以数值方法显得尤为重要,而且还不能简单的将研究常微的数值方法拿来解决随机问题。本文构造一种数值方法,讨论随机Navier-Stokes方程数值解的收敛性,并给出了收敛的阶数。
本论文主要内容为:第一章首先介绍了Navier-Stokes方程的简史、随机Navier-Stokes方程的研究现状及随机微分方程的几种数值格式及其收敛性。第二章为预备知识。第三章在扩散系数和漂移系数满足一致Lipschitz条件下,运用向前差分法和Gronwall引理对随机Navier-Stokes方程数值解的收敛性进行了讨论,得到随机Navier-Stokes方程数值解在均方意义下收敛到其解析解,在本章的最后部分给出了数值算例,验证了所得结论。第四章在扩散系数和漂移系数满足局部Lipschitz条件下,利用随机分析理论,研究了随机Navier-Stokes方程数值解的收敛性,得到随机Navier-Stokes方程数值解依概率收敛到其解析解。第五章首先把Poisson跳项嵌入到随机Navier-Stokes方程中去,然后根据Poisson过程的性质,利用It(o)公式、Burkholder-Davis-Gundy不等式和Doob不等式,在扩散系数、漂移系数和跳系数满足一致Lipschitz条件下,证明了带跳随机Navier-Stokes方程数值解在均方意义下收敛到其解析解。
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