反應多粒子碰撞動力學在雙負反饋系統(tǒng)的建模和應用.pdf

1、本文介紹了一種能夠模擬空間分布處于平衡態(tài)或者遠離平衡態(tài)的化學反應系統(tǒng)的介觀動力學方法，反應多粒子碰撞動力學模型。該模型是由加拿大多倫多大學Raymond kapral教授等于1999年發(fā)展起來的一種基于粒子體系的碰撞模型。模型中沒有反應的碰撞通過滿足質量、動量和能量守恒的多粒子碰撞動力學描述，有反應的碰撞通過隨機的“生—滅”過程（反應多粒子碰撞動力學）描述，其宏觀動力學行為可以通過對全相空間的馬爾科夫鏈的計算得到。該模型能夠很好地解決熱

2、漲落與流體力學之間的相互作用，以及時空變力，特別適合模擬以下情況：（1）熱漲落和流體動力學很重要的現(xiàn)象；（2）雷諾數(shù)和貝克萊數(shù)在0.1－10量級的體系；（3）要求輸運系數(shù)具有嚴格的解析解的情況；（4）其中構成關聯(lián)不清楚的復雜體系。
　　本文中首先介紹了該模型的基本算法及其動力學性質。通過對反應速度非常小的Selkov模型的模擬，對該模型的具體仿真過程進行了說明。模擬結果與理論結果的吻合，很好地證明了當化學反應系統(tǒng)的反應速度非常小時

3、該模型的可靠性。接下來，本文重點分析了對反應速度較大的化學反應系統(tǒng)的建模過程中該模型存在的問題。經(jīng)過理論分析，直接的反應多粒子碰撞動力學模型并不適合于反應速度較大的化學反應系統(tǒng)的模擬。隨后本文提出了對反應多粒子碰撞動力學模型進行適當改進的辦法，并將此方法應用于一個化學反應速度較大的雙負反饋系統(tǒng)的建模，模擬結果表明對反應多粒子碰撞動力學模型的改進大大提高了模擬結果的可靠性。近而，應用改進的模型對上述雙負反饋系統(tǒng)的雙穩(wěn)態(tài)和域分離現(xiàn)象進行了初