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非线性系统的输运行为可以体现在许多不同的方面,表现为不同的具体行为,如扩散,漂移,热传导及生物体内的肌肉收缩等现象都属于输运行为。定向输运问题成为分子生物学、物理学等诸多学科中引人注目的问题之一,并且成为一个非常活跃的非线性科学前沿领域。
本文主要研究一维棘齿系统的定向输运问题,本文工作主要包括以下两部分:
第一部分:数值模拟验证了施姆卢霍夫斯基-费曼棘齿不存在定向粒子流。尽管系统有空间对称性的破缺,但由于系统处于平衡态,因而不产生定向粒子流。
第二部分:主要研究外部驱动力对系统定向输运的影响。
(1)加入恒定的外部驱动力,使其与静态势结合,形成倾斜的有效势,布朗粒子处于势中,出现了定向运动,而且经历的是类似的周期定向运动;粒子流的方向与有效势的倾斜方向一致,驱动力越大粒子定向流越大,定向流随着驱动力单调增加。
(2)外部驱动力取为余弦周期函数。数值模拟表明棘齿系统有定向运动,但比恒力驱动时的粒子流要弱很多。余弦驱动力的振幅和角频率对定向粒子流都有很强的影响。