TY - JOUR A1 - Cattiaux, Patrick A1 - Fradon, Myriam A1 - Kulik, Alexei M. A1 - Roelly, Sylvie T1 - Long time behavior of stochastic hard ball systems JF - Bernoulli : official journal of the Bernoulli Society for Mathematical Statistics and Probability N2 - We study the long time behavior of a system of n = 2, 3 Brownian hard balls, living in R-d for d >= 2, submitted to a mutual attraction and to elastic collisions. KW - hard core interaction KW - local time KW - Lyapunov function KW - normal reflection KW - Poincare inequality KW - reversible measure KW - stochastic differential equations Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.3150/14-BEJ672 SN - 1350-7265 SN - 1573-9759 VL - 22 SP - 681 EP - 710 PB - International Statistical Institute CY - Voorburg ER - TY - THES A1 - Mazzonetto, Sara T1 - On the exact simulation of (skew) Brownian diffusions with discontinuous drift T1 - Über die exakte Simulation (skew) Brownsche Diffusionen mit unstetiger Drift T1 - Simulation exacte de diffusions browniennes (biaisées) avec dérive discontinue N2 - This thesis is focused on the study and the exact simulation of two classes of real-valued Brownian diffusions: multi-skew Brownian motions with constant drift and Brownian diffusions whose drift admits a finite number of jumps. The skew Brownian motion was introduced in the sixties by Itô and McKean, who constructed it from the reflected Brownian motion, flipping its excursions from the origin with a given probability. Such a process behaves as the original one except at the point 0, which plays the role of a semipermeable barrier. More generally, a skew diffusion with several semipermeable barriers, called multi-skew diffusion, is a diffusion everywhere except when it reaches one of the barriers, where it is partially reflected with a probability depending on that particular barrier. Clearly, a multi-skew diffusion can be characterized either as solution of a stochastic differential equation involving weighted local times (these terms providing the semi-permeability) or by its infinitesimal generator as Markov process. In this thesis we first obtain a contour integral representation for the transition semigroup of the multiskew Brownian motion with constant drift, based on a fine analysis of its complex properties. Thanks to this representation we write explicitly the transition densities of the two-skew Brownian motion with constant drift as an infinite series involving, in particular, Gaussian functions and their tails. Then we propose a new useful application of a generalization of the known rejection sampling method. Recall that this basic algorithm allows to sample from a density as soon as one finds an - easy to sample - instrumental density verifying that the ratio between the goal and the instrumental densities is a bounded function. The generalized rejection sampling method allows to sample exactly from densities for which indeed only an approximation is known. The originality of the algorithm lies in the fact that one finally samples directly from the law without any approximation, except the machine's. As an application, we sample from the transition density of the two-skew Brownian motion with or without constant drift. The instrumental density is the transition density of the Brownian motion with constant drift, and we provide an useful uniform bound for the ratio of the densities. We also present numerical simulations to study the efficiency of the algorithm. The second aim of this thesis is to develop an exact simulation algorithm for a Brownian diffusion whose drift admits several jumps. In the literature, so far only the case of a continuous drift (resp. of a drift with one finite jump) was treated. The theoretical method we give allows to deal with any finite number of discontinuities. Then we focus on the case of two jumps, using the transition densities of the two-skew Brownian motion obtained before. Various examples are presented and the efficiency of our approach is discussed. N2 - In dieser Dissertation wird die exakte Simulation zweier Klassen reeller Brownscher Diffusionen untersucht: die multi-skew Brownsche Bewegung mit konstanter Drift sowie die Brownsche Diffusionen mit einer Drift mit endlich vielen Sprüngen. Die skew Brownsche Bewegung wurde in den sechzigern Jahren von Itô and McKean als eine Brownsche Bewegung eingeführt, für die die Richtung ihrer Exkursionen am Ursprung zufällig mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit ausgewürfelt wird. Solche asymmetrischen Prozesse verhalten sich im Wesentlichen wie der Originalprozess außer bei 0, das sich wie eine semipermeable Barriere verhält. Allgemeiner sind skew Diffusionsprozesse mit mehreren semipermeablen Barrieren, auch multi-skew Diffusionen genannt, Diffusionsprozesse mit Ausnahme an den Barrieren, wo sie jeweils teilweise reflektiert wird. Natürlich ist eine multi-skew Diffusion durch eine stochastische Differentialgleichung mit Lokalzeiten (diese bewirken die Semipermeabilität) oder durch ihren infinitesimalen Generator als Markov Prozess charakterisiert. In dieser Arbeit leiten wir zunächst eine Konturintegraldarstellung der Übergangshalbgruppe der multi-skew Brownschen Bewegung mit konstanter Drift durch eine feine Analyse ihrer komplexen Eigenschaften her. Dank dieser Darstellung wird eine explizite Darstellung der Übergangswahrscheinlichkeiten der zweifach-skew Brownschen Bewegung mit konstanter Drift als eine unendliche Reihe Gaußscher Dichten erhalten. Anschlieẞend wird eine nützliche Verallgemeinerung der bekannten Verwerfungsmethode vorgestellt. Dieses grundlegende Verfahren ermöglicht Realisierungen von Zufallsvariablen, sobald man eine leicht zu simulierende Zufallsvariable derart findet, dass der Quotient der Dichten beider Zufallsvariablen beschränkt ist. Die verallgmeinerte Verwerfungsmethode erlaubt eine exakte Simulation für Dichten, die nur approximiert werden können. Die Originalität unseres Verfahrens liegt nun darin, dass wir, abgesehen von der rechnerbedingten Approximation, exakt von der Verteilung ohne Approximation simulieren. In einer Anwendung simulieren wir die zweifach-skew Brownsche Bewegung mit oder ohne konstanter Drift. Die Ausgangsdichte ist dabei die der Brownschen Bewegung mit konstanter Drift, und wir geben gleichmäẞige Schranken des Quotienten der Dichten an. Dazu werden numerische Simulationen gezeigt, um die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zu demonstrieren. Das zweite Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines exakten Simulationsverfahrens für Brownsche Diffusionen, deren Drift mehrere Sprünge hat. In der Literatur wurden bisher nur Diffusionen mit stetiger Drift bzw. mit einer Drift mit höchstens einem Sprung behandelt. Unser Verfahren erlaubt den Umgang mit jeder endlichen Anzahl von Sprüngen. Insbesondere wird der Fall zweier Sprünge behandelt, da unser Simulationsverfahren mit den bereits erhaltenen Übergangswahrscheinlichkeiten der zweifach-skew Brownschen Bewegung verwandt ist. An mehreren Beispielen demonstrieren wir die Effizienz unseres Ansatzes. KW - exact simulation KW - exakte Simulation KW - skew diffusions KW - Skew Diffusionen KW - local time KW - discontinuous drift KW - diskontinuierliche Drift Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-102399 ER - TY - INPR A1 - Dereudre, David A1 - Mazzonetto, Sara A1 - Roelly, Sylvie T1 - An explicit representation of the transition densities of the skew Brownian motion with drift and two semipermeable barriers N2 - In this paper we obtain an explicit representation of the transition density of the one-dimensional skew Brownian motion with (a constant drift and) two semipermeable barriers. Moreover we propose a rejection method to simulate this density in an exact way. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 4 (2015) 9 KW - skew Brownian motion KW - semipermeable barriers KW - distorted Brownian motion KW - local time KW - rejection sampling KW - exact simulation Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80613 SN - 2193-6943 VL - 4 IS - 9 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Cattiaux, Patrick A1 - Fradon, Myriam A1 - Kulik, Alexei Michajlovič A1 - Roelly, Sylvie T1 - Long time behavior of stochastic hard ball systems N2 - We study the long time behavior of a system of two or three Brownian hard balls living in the Euclidean space of dimension at least two, submitted to a mutual attraction and to elastic collisions. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 2(2013)15 KW - Stochastic differential equations KW - hard core interaction KW - reversible measure KW - normal reflection KW - local time Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68388 ER - TY - INPR A1 - Fradon, Myriam A1 - Roelly, Sylvie T1 - Infinite system of Brownian balls with interaction : the non-reversible case N2 - We consider an infinite system of hard balls in Rd undergoing Brownian motions and submitted to a smooth pair potential. It is modelized by an infinite- dimensional Stochastic Differential Equation with an infinite-dimensional local time term. Existence and uniqueness of a strong solution is proven for such an equation with fixed deterministic initial condition. We also show that Gibbs measures are reversible measures. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2005, 01 KW - Stochastic Differential Equation KW - local time KW - hard core potential KW - Gibbs measure KW - reversible measure Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51546 ER -