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Propagation of chaos for fractional Keller Segel equations in diffusion dominated and fair competition cases

Salem, Samir (2019), Propagation of chaos for fractional Keller Segel equations in diffusion dominated and fair competition cases, Journal de mathématiques pures et appliquées, 132, p. 79 - 132. 10.1016/j.matpur.2019.04.011

Type
Article accepté pour publication ou publié
External document link
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03488448
Date
2019
Journal name
Journal de mathématiques pures et appliquées
Volume
132
Publisher
Elsevier
Pages
79 - 132
Publication identifier
10.1016/j.matpur.2019.04.011
Metadata
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Author(s)
Salem, Samir
CEntre de REcherches en MAthématiques de la DEcision [CEREMADE]
Abstract (FR)
Ce travail concerne la propagation du chos moléculaire pour une classe de modèles d'agrégation-diffusion appelés équations de Keller-Segel fractionnaires . La diffusion en jeu est modélisée par l'opérateur de Laplacien fractionnaire pour et la singularité du noyau d'agrégation se comporte comme avec . Dans le cas où la diffusion est dominante , on donne un résultat de propagation du chaos, grâce la Γ semi-continuité inférieure de l'information de Fisher fractionnaire, déjà connue dans le cas classique, en utilisant un résultat de [20]. Dans le cas où la compétition entre la diffusion et l'agrégation est équitable , on donne seulement un résultat de compacité/convergence dans un régime de chimiosensibilité sous critique, comparablement aux résultats obtenus pour l'équation de Keller-Segel classique.
Abstract (EN)
In this work we deal with the local in time propagation of chaos without cut-off for some two dimensional fractional Keller Segel equations. More precisely the diffusion considered here is given by the fractional Laplacian operator -(-\Delta)^{\frac{a}{2}} with a \in (1,2) and the singularity of the interaction is of order |x|^{1-\alpha} with \alpha\in ]1,a]. In the case \alpha\in (1,a) we give a complete propagation of chaos result, proving the \Gamma-l.s.c property of the fractional Fisher information, already known for the classical Fisher information, using a result of Mischler and Hauray. In the fair competition case a=\alpha, we only prove a convergence/consistency result in a sub-critical mass regime, similarly as the result obtained for the classical Keller-Segel equation.
Subjects / Keywords
Fractional Laplacian; Aggregation-diffusion; Tightness; Fisher information

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