$L_p$-approximations for solutions of parabolic differential equations on manifolds

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper considers the Cauchy problem for a parabolic partial differential equation in a Riemannian manifold of bounded geometry. A formula is given that expresses arbitrarily accurate (in the $L_p$-norm) approximations to the solution of the Cauchy problem in terms of parameters - the coefficients of the equation and the initial condition. The manifold is not assumed to be compact, which creates significant technical difficulties - for example, integrals over the manifold become improper in the case when the manifold has an infinite volume. The presented approximation method is based on Chernoff theorem on approximation of operator semigroups.

About the authors

Anna S. Smirnova

Higher School of Economics

Author for correspondence.
Email: smirnovaas@hse.ru
ORCID iD: 0000-0003-4172-2811

Postgraduate Student, Department of Fundamental Mathematics

Russian Federation, 25/12 B. Pecherskaya St., Nizhny Novgorod 603150, Russia

References

  1. E. G. Virga, Variational theories for liquid crystals, CRC Press, 2018.
  2. M. Rauter, Ž. Tuković, “A finite area scheme for shallow granular flows on three-dimensional surfaces”, Computers and Fluids, 166 (2018), 184–199. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1802.05229
  3. C. M. Elliott, B. Stinner, “Modeling and computation of two phase geometric biomembranes using surface finite elements”, Journal of Computational Physics, 229:18 (2010), 6585–6612. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcp.2010.05.014
  4. F. Mémoli, G. Sapiro, P. Thompson, “Implicit brain imaging”, NeuroImage, 23 (2004), S179–S188. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2004.07.072
  5. C. B. Macdonald, S. J. Ruuth, “The implicit closest point method for the numerical solution of partial differential equations on surfaces”, SIAM Journal on Scientific Computing, 31:6 (2010), 4330–4350. DOI: https://doi.org/10.1137/080740003
  6. B. O. Volkov, “Levy Laplacians and instantons on manifolds”, Infin. Dimens. Anal. Quantum Probab. Relat. Top., 23::2 (2020), 17 p. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2107.11215
  7. QI S. Zhang, “Blow-up results for nonlinear parabolic equations on manifolds”, Duke Mathematical Journal, 97:3 (1999), 515–539. DOI: https://doi.org/10.1215/S0012-7094-99-09719-3
  8. Q. Yan, S. W. Jiang, J. Harlim, “Kernel-based methods for solving time-dependent advection-diffusion equations on manifolds”, 2021. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2105.13835
  9. S. Mazzucchi, V. Moretti, I. Remizov, O. Smolyanov, “Feynman type formulas for Feller semigroups in Riemannian manifolds”, 2020, 36 p. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2002.06606
  10. P. R. Chernoff, “Note on product formulas for operator semigroups”, J. Functional Analysis, 2:2 (1968), 238–242. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-1236(68)90020-7
  11. Ya. A. Butko, “The method of Chernoff approximation”, Springer Proceedings in Mathematics and Statistics, 325 (2020), 19–46.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2026 Smirnova A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».