反饋耦合布朗棘輪的定向輸運研究.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的非平衡系統(tǒng)，其定向輸運機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的平均速度，平均有效擴散系數(shù)Deff及Pe數(shù)。分析了彈簧長度、噪聲強度、外力、勢阱不對稱參數(shù)及耦合強度等模型參量對反饋耦合布朗棘輪定向輸運性能的影響，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較強。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