概率论 · 随机动力学 · 金融数学

科研

我关注随机动力学与金融数学中的定量问题。目前的工作涉及有限时间概率误差界、非线性偏微分方程、数值实验,以及基于真实数据的模型检验。

研究 01

Berry–Esseen Bounds for Periodic Langevin Dynamics

论文撰写中

周期 Langevin 系统需要演化多长时间,其展开到实空间的位移才能由高斯分布准确近似?本项目为这一有限时间误差建立定量界,尤其关注低摩擦参数下的奇异极限。

美国国家科学基金会(NSF)资助 · 项目编号 DMS-2246491

分析基础。 这项研究贯穿了测度论概率的方法,并运用 Lp 矩估计、条件期望、遍历平均和弱收敛论证。这些工具使我在测度论指导研修中积累的知识直接服务于 Langevin 动力学研究。

核心贡献 · 命题 11.1

以 γT 刻画弛豫尺度

dK ( ℒ(YTγ) , 𝒩(0,σγ2) ) ≤ CγT .

等价地,依赖摩擦参数的 Berry–Esseen 常数可选为满足 Cγ ≤ C γ−12 .

在一维情形下,我证明了一个显式刻画摩擦参数依赖关系的 Berry–Esseen 估计。该界表明,有效弛豫周期数由 γT 决定,不能仅用观测时间 T 来衡量。

证明思路

  1. 01
    按弛豫尺度采样。 将过程划分为长度与 γ-1 同阶的时间块,构造离散骨架链。
  2. 02
    建立一致混合估计。 对连续时间半群估计进行尺度变换,使采样链的谱隙在小 γ 范围内具有一致下界。
  3. 03
    控制矩与方差。 为分块平均速度建立一致四阶矩界,并利用一维扩散系数的下界排除方差退化。
  4. 04
    应用一致 Berry–Esseen 定理。 在 Markov 加性过程框架下,得到 Kolmogorov 距离的 C/√(γT) 误差界。

其他工作

  • 为位移问题建立 Berry–Esseen 分析框架。
  • 证明过阻尼情形下的投影结果。
  • 在 Markov 加性过程框架下直接处理欠阻尼位移问题。
  • 完成最初的数值示例,并撰写第一部分初稿。

项目概况

研究主题
Markov 加性过程、次强制性(hypocoercivity)、定量中心极限定理
误差度量
Kolmogorov 距离
研究对象
周期过阻尼与欠阻尼 Langevin 动力学
指导教师
David P. Herzog 教授

研究 02

Prediction, Model Risk, and Stochastic Sensitivity in Nonlinear MBS Pricing Models

研究进行中

本项目研究:在现有抵押贷款支持证券(MBS)定价偏微分方程中引入随机扰动与非线性 p-Laplacian 扩散,能否提高模型的预测能力?

用真实市场数据检验时,这些修改究竟能带来多大的预测改进?

问题的提出与研究进展

我最初提出在定价方程中引入随机噪声,以考察市场不确定性如何影响模型预测。在与导师讨论后,项目进一步加入 p-Laplacian 算子,用以描述非线性扩散。由此形成的研究思路,将理论分析、市场回测与随机模型风险分析联系起来。

已完成 · 理论基础

文献研读与推导梳理

我将导师提供的论文拆解为专题研读与汇报,逐步复现其中的关键推导,理解模型背后的数学结构。

  • 将非线性 MBS 定价方程化为半线性热方程。
  • 建立非线性映射的 Lipschitz 估计。
  • 利用不动点方法证明弱解的存在唯一性。
  • 推导 Black–Scholes 算子的 p-扩散推广。

已完成 · 实证探索

市场回测与数值分析

我使用真实交易数据搭建了初步的市场回测流程,开展数值实验,并讨论了特定参数区间和特殊情形下模型的金融含义。

核心目标是检验:相较原方程,随机与非线性扩展是否带来了可量化的改进。

初步实证结果

尚未得出明确结论,但识别了关键问题

初步回测尚未显示出相较基准模型稳定、且具有清晰经济解释的改进。实验揭示了若干关键问题:参数识别、模型输出与实际交易观测的对齐,以及如何区分非线性扩散与其他市场机制的影响。这些局限也为下一阶段的研究提供了方向。

下一阶段:随机分析

01

均方敏感性

通过如下形式的均方估计,量化模型输入与系数的扰动如何传递到定价解:E||uε(t) − u0(t)||2.

02

噪声驱动的数值模拟

在不同噪声强度、非线性扩散参数及具有金融意义的参数区间下,对比理论敏感性估计与数值结果。

03

模型风险及其解释

研究非线性扩散会抑制还是放大不确定性,并辨识导致预测表现变化的具体机制。

金融视角。 偏微分方程分析服务于定价与模型风险问题:不确定性下的预测、对模型假设的敏感性,以及市场环境变化时模型行为的经济解释。

项目概况

指导教师
Rana Parshad 教授

研究 03

Random Matrix Theory and Quantum Expanders

ISmART 研究项目

本项目研究 Haar 分布酉矩阵所引出的算子理论问题,重点关注非正规性、交换子下界,以及与量子扩张子相关的有限维模型。

理论研究

Haar 酉矩阵与交换子界

我研究了 Haar 分布酉矩阵、malnormal 矩阵及交换子下界,并考察它们与量子扩张子构造之间的联系。

计算工作

非正规谱与伪谱

我设计数值实验,考察非正规矩阵的谱行为与伪谱,并完成技术报告,将计算结果与相关算子理论问题相联系。

项目概况

所属项目
ISmART Research Project
指导教师
Jananan Arulseelan 博士
研究时间
2026 年春季至今
研究方法
随机矩阵模拟、谱分析、伪谱

研究资料

论文草稿与技术笔记

项目仍在进行中。如需论文草稿、推导笔记或汇报材料,欢迎联系我。