Ornstein-Uhlenbeck噪声驱动的布朗粒子在一维周期势中的扩散

发布时间：2021-07-11 14:40

　　本文研究了在内部白噪声和外部OU噪声驱动下,布朗粒子在倾斜周期势中的扩散行为;在内部OU噪声驱动下,布朗粒子在周期势与倾斜周期势中的扩散行为;并探讨了结果的物理机制。第一部分,我们通过数值模拟研究了外部OU噪声驱动下的布朗粒子在倾斜周期势中的扩散。数值模拟结果发现在较大偏置力下,扩散系数随外部噪声关联时间的变化为非单调函数。归因于较大的偏置力加速了粒子从势阱底部到势垒的传输,势垒顶部粒子数较多,而简谐近似下的势垒区域坐标、速度的二阶矩都是关联时间的非单调函数。偏置力不存在或较小时,这种非单单调性退化为单调减函数,这是因为粒子攀升到势垒顶部比较困难,二阶矩随关联时间的上升不能补偿势阱粒子的逃逸率随关联时间的下降。布朗粒子的扩散系数是阻尼系数的负幂次函数,外部OU噪声和偏置力会增加幂律的绝对值。我们提出一种新的物理机制来解释在中到大阻尼区域,偏置力使得扩散系数增强。偏置力使源势阱中的粒子移动到了势能较高、局域简谐频率较低的位置,从而态密度较高,熵增加,可等效于无偏置力系统有一个高于环境温度的有效温度。当偏置力接近但小于临界值时,发现了扩散的一些新颖行为。环境温度较小而不存在外部噪声时,扩散... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

噪声功率谱函数

扩散系数是关于噪声强度的函数

外部OU噪声的关联时间与扩散系数之间的依赖性


本文编号：3278292