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(shí)間或空間的不對(duì)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(duì)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(duì)朗之萬(wàn)方程的數(shù)值求解，討論了無(wú)外力與存在外力時(shí)，分別處在單阱棘輪勢(shì)與雙阱棘輪勢(shì)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(dòng)的動(dòng)力學(xué)理論、朗

2、之萬(wàn)方程及閃爍勢(shì)模型。計(jì)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(zhǎng)度、噪聲強(qiáng)度、外力、勢(shì)阱不對(duì)稱參數(shù)及耦合強(qiáng)度等模型參量對(duì)反饋耦合布朗棘輪定向輸運(yùn)性能的影響，并對(duì)不同勢(shì)阱中的結(jié)果進(jìn)行分析與比較。
　　研究結(jié)果表明，在無(wú)外力情況下，相同噪聲強(qiáng)度下，雙阱棘輪勢(shì)中耦合布朗粒子的平均速度較大，說明雙阱勢(shì)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(shì)中，存在勢(shì)阱