外部简谐噪声驱动的布朗粒子的表面扩散

来源 :华北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:icqn2007
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无论作为内部噪声还是外部噪声,简谐噪声都已被广泛应用于各种物理情形中,得到了一些动力学特性。作为一种随机微分方程,朗之万方程在描述布朗粒子表面扩散和其它随机过程都取得了很大的成功。对于简谐噪声驱动布朗粒子在二维耦合周期势中的表面扩散运动,用朗之万模拟来研究了扩散系数随各种参数的变化关系,分析得出了一系列关于扩散系数的物理特点并揭示了相应的物理机制。简谐噪声谱密度的中心频率和势阱底部的频率耦合,会产生扩散过程中的共振现象。内部噪声和外部噪声强度与势场力可比拟时,扩散系数与噪声的关系近似线性函数。这可用势场力的局域线性化近似来解释。和内部高斯白噪声驱动布朗粒子表面扩散一样,在低阻尼情况下,简谐噪声驱动的布朗粒子的表面扩散系数随阻尼系数的变化是一个单调递减的幂函数,形式为D∞γ-σ。但是,低阻尼下有外部简谐噪声情况的幂函数的幂次绝对值大于1,而白噪声情况的幂函数的幂次绝对值小于1。上述结果可定性地解释为外部简谐噪声促进布朗粒子的表面扩散运动。  在小内、外部噪声情形下,布朗粒子的表面扩散是跳扩散。对于x,y方向独立的外部简谐噪声和内部白噪声情形,朗之万模拟表明,二维耦合周期势中的表面扩散与较大噪声强度下定性相同,但有差别。表现为扩散系数随噪声强度的变化不再是近似线性关系,扩散系数随阻尼系数的变化偏离通常的幂律关系。用扩展的Kramers逃逸理论解析计算了扩散系数。结果与数值模拟定性相同,定量的比较还应考虑势场的细致结构。
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