论文部分内容阅读
本论文研究的主要内容是在不同的模型中,布朗粒子定向输运特性。首先在前言中我们对分子马达的研究现状和意义进行了综述;然后在第一章中对处理布朗马达问题的随机动力学的具体问题做了简要的阐述,重点介绍了布朗运动的两种描述:(1)类似牛顿力学方程的朗之万方程;(2)具有系统统计性质的福克-普朗克方程。在朗之万方程中随机力的引入加大对方程解释求解的难度,甚至不可能得到解释解。但福克-普朗克方程是一个关于系统分布函数的微分方程,描述了系统统计规律,能够很好展示系统的演化过程。
第二章主要研究在不对称周期势中布朗粒子在时间不对称的相关二态噪声和负载的驱动下的定向输运。研究发现在时间不对称性和空间不对称性相互影响下得到了一些有趣的现象。当这些参数选择恰当时,几率流会发生反转。存在一个最佳的势垒高度使得几率流取得最大值。当相关时间非常大时,几率流趋于一个常数,不再随相关时间变化。无论相关时间多大,使几率流反转的负载的大小都不会改变。
第三章我们主要讨论了在不对称变形周期势中的布朗粒子在不对称无偏外力驱动下的定向输运。研究发现不对称周期势的变形程度对布朗粒子定向输运产生很大的影响。在噪声强度比较小时,几率流随变形参数变化曲线不总是单调递减曲线。当噪声强度比较大时,存在一个变形参数使几率流取得最大值。另外,随着外力的增大,几率流与变形参数曲线图从一个峰值函数变成一个单调递减函数。此外,我们还研究了驱动频率对Brownian粒子定向输运的影响。当频率很低时可以得到几乎与绝热情况下的几率流一样的曲线。
第四章我们首先介绍了势垒和熵垒条件下的随机动力学过程;布朗粒子扩散空间的约束导致熵垒的产生和跟空间相关的扩散系数的形成。我们根据分子马达轨道特点提出了一个周期的对称通道的轨道模型。以此为基础,采用随机动力学方法对该模型中布朗粒子的输运机制进行研究。研究发现:选择恰当的噪声强度和管道变形可以使几率流大大增加。存在一个恰当的变形参数是的几率流取得最大值。在变形参数比较小时,粒子的定向输运是由噪声强度决定的,在变形参数比较大时,粒子的定向输运是由噪声强度和变形参数共同决定,而变形参数非常大时,粒子的定向输运是由变形参数决定的。