用途:该技能用于刻画连续时间扩散过程的动力学,涵盖从随机微分方程(SDE)到 Fokker-Planck 方程(FPE)的推导、首达时间(FPT)分布的计算、参数敏感性分析,以及用蒙特卡洛模拟验证解析或数值结果。
主要能力:
- 指定 SDE 模型:以 Ito 形式 dX(t) = mu(X,t)dt + sigma(X,t)dW(t) 定义漂移、扩散系数与边界条件(吸收、反射或混合),并校验参数一致性。
- 推导并数值求解 Fokker-Planck 方程:用 Crank-Nicolson 有限差分格式求解转移密度演化,输出密度快照与生存概率曲线。
- 计算首达时间分布:由生存函数负梯度得到 FPT 密度,或在常系数 DDM 情形使用已知解析级数解,并计算均值、方差与分位数。
- 参数敏感性分析:对漂移率、边界间距、起点比例等参数做网格扫描,计算均值 FPT 与吸收概率的局部偏导。
- 蒙特卡洛验证:用 Euler-Maruyama 方法模拟 SDE 路径,统计经验 FPT 分布并与解析解或 PDE 数值解对比。
使用方式:需提供 SDE 规格(漂移函数、扩散系数、域或边界)、参数值或范围、边界条件。可选指定时间范围、空间离散分辨率(默认 dx=0.001)、蒙特卡洛轨迹数(默认 10000)。示例中以 Ornstein-Uhlenbeck 过程与标准漂移扩散模型(DDM)演示。
适用场景:推导连续时间扩散过程的概率密度演化;计算有界扩散的均值首达时间或完整 FPT 分布;分析漂移、扩散与边界参数的影响;验证闭式解与随机模拟的一致性;为漂移扩散模型或生成式扩散过程建立动力学直觉。
限制:资料未提供该技能的具体收费、平台支持范围与运行时依赖的完整列表;部分边界条件、参数范围与时间范围需由使用者自行指定;数值求解的稳定性与精度依赖离散参数选择。