反饋耦合布朗棘輪的定向輸運(yùn)研究.pdf

1、布朗棘輪是利用時間或空間的不對稱性將熱漲落整流為定向輸運(yùn)的非平衡系統(tǒng)，其定向輸運(yùn)機(jī)制不僅對于生命科學(xué)的研究具有非常重要的意義，并已成為物理學(xué)、生物學(xué)、納米技術(shù)等領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究問題。
　　本論文通過對朗之萬方程的數(shù)值求解，討論了無外力與存在外力時，分別處在單阱棘輪勢與雙阱棘輪勢中耦合布朗粒子的定向輸運(yùn)性能。本論文主要介紹了布朗棘輪的研究背景及意義，分子馬達(dá)的發(fā)展歷程、分類、結(jié)構(gòu)及其功能。詳細(xì)介紹了噪聲背景下布朗運(yùn)動的動力學(xué)理論、朗

2、之萬方程及閃爍勢模型。計算了耦合布朗粒子定向輸運(yùn)的平均速度，平均有效擴(kuò)散系數(shù)Deff及Pe數(shù)。分析了彈簧長度、噪聲強(qiáng)度、外力、勢阱不對稱參數(shù)及耦合強(qiáng)度等模型參量對反饋耦合布朗棘輪定向輸運(yùn)性能的影響，并對不同勢阱中的結(jié)果進(jìn)行分析與比較。
　　研究結(jié)果表明，在無外力情況下，相同噪聲強(qiáng)度下，雙阱棘輪勢中耦合布朗粒子的平均速度較大，說明雙阱勢中粒子的定向輸運(yùn)較強(qiáng)。在外力作用下，耦合粒子的平均速度隨外力呈周期性的變化，并且雙阱勢中，存在勢阱