欠阻尼区域活性布朗粒子的熵随机共振研究

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chao19890103
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现存关于随机共振(Stochastic Resonance)和熵随机共振(Entropic Stochastic Resonance)的研究中,大多集中于惰性布朗粒子,而对活性布朗粒子的研究还相对较少。近年来,自推进粒子因其独特的动力学特性和许多应用前景而受到研究人员的青睐,并吸引了广泛的研究。在生物系统中和一些人造系统中,所研究的对象往往是具有活性的,为了让理论研究能够更加有效的应用于实际系统,自推进粒子的模拟研究是必不可免的手段。考虑到自推进粒子在气体介质中的运动通常不会是过阻尼的运动,我们重点研究惯性效应对熵随机共振的影响。本文通过模拟谱增益系数和平均自由飞行时间来对熵随机共振进行表征,详细阐明了各参数对熵随机共振的调控效应。欠阻尼情况下,描述平动和转动的朗之万方程比起过阻尼情况会增加一项含有粒子质量或转动惯量的惯性项,这会使得方程的解析解无法精确得出,只能进行大量的模拟计算得到其近似的数值解。首先自推进速度、平移阻尼系数和竖直方向偏置力均表现为双刃剑效应,即它们的出现会诱导熵随机共振,但它们的取值持续增加反而会抑制熵随机共振。对旋转摩擦和时间周期驱动振幅取不同的值,会导致熵随机共振曲线“单峰→双峰→单峰”的重入现象。此外,本文在反射边界条件的处理上也有所创新。本文的研究对宏观粒子和在介质气体中运动的小尺度系统都具有一定的实用价值。
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