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本论文主要研究的内容是两个相互作用的布朗粒子在受到延迟反馈作用力和连续的外部驱动力作用下在非对称的周期势中的定向输运特性。在第一章中,我们介绍了噪声的概念、分类、作用,尤其是介绍了高斯白噪声的性质及其计算。朗之万方程的数值方法有两种:欧拉法和龙格-库塔法。
在第二章中我们介绍了延迟时间的相关理论和布朗运动的动力学描述方程,包括经典朗之万方程,广义朗之万方程和量子朗之万方程。然后我们进一步分析了相互作用的布朗粒子在受到延迟反馈作用时的朗之万方程,以及相应的延迟时间项的计算方法。
在第三章中我们研究了非平衡周期势中两个相互作用的布朗粒子在内部作用恒定时的输运情况。在v-A0图像中,取定不同的驱动频率ω,双粒子的质心速度将发生巨大的变化,尤其是当ω=0.1时,质心速度与驱动力振幅呈现出先上升后下降的非单调的变化特征。而当改变延迟时间τ的时候,发现图像中曲线的波峰值也在改变,因而这启发了我们可以通过改变延迟时间项来操控粒子系统的定向输运情况。而同样的是,当改变高斯白噪声的强度时,质心速度也会随着驱动振幅的改变而发生新的变化。因而,噪声的强度也成为左右粒子整体传输的一个重要因素。在质心速度与驱动力频率即v-ω图像中,我们也可以通过改变延迟时间和噪声强度的大小来实际操控粒子的传输。本章中的一个重点内容是寻找不同的噪声强度下,质心速度与延迟时间即v-τ之间的关系。这对于我们选定合适的延迟时间来控制理想的粒子输运非常有利。我们从图中发现了一些有趣的现象。发现当噪声强度逐渐变大时,质心速度与延迟时间的曲线震荡次数越来越少。
在第四章中我们着重讨论质心速度与内部作用力之间的关系。在我们选定好合适的参数之后,我们建立起质心速度与内部作用力强度即v-V0之间的图像。两个相互作用的粒子是通过摩斯势能来连接的。在本章中,一个外部驱动力和时间延迟反馈力作用在最右端的粒子上。在使用数值模拟分析后,我们发现对于不同的延迟时间τ和驱动频率ω,内部相互作用强度V0上存在一个最优值使得此时的质心速度取得到最大值。而且粒子系统始终朝着正向做定向流动。
在最后的一章中我们总结了在第三章和第四章中的结果,并且展望了更深层次的结果和模型的进一步改造。