论文部分内容阅读
活性布朗粒子(ABPs)具有吸收、转化、消耗能量的输运能力,近年来关于活性布朗粒子特点的研究引发广泛关注。本论文是对活性布朗粒子在修改随机能量储存模型中其输运特性的研究。首先介绍本文的研究背景及意义,再在第二章阐述非线性动力学的理论基础,接着在第三章对随机模拟的算法进行理论上的叙述。最后,深入到具体模型中探究活性运动其输运特点。本论文的第四章详细描述了随机作用下的修改能量储存模型,通过数值模拟和解析分析乘性噪声强度k1,加性噪声强度k2和关联噪声强度λ分别对活性布朗粒子输运能力的影响,结果表明:(1)线性项α1v破坏了ABPs有效势函数的对称性,并增强了活性布朗粒子的有效扩散(Deff);(2)k1和λ在修改模型前后ABPs的输运特点中起着不同的作用,而加性噪声起着相反的作用;(3)同时,当k1较大时,关联噪声起着相反的作用;(4)ABPs的平均速度与k1的变化关系图中:-k1随着k1的增加而增加,但随着λ的增加而减小;-k1随着k2的增加而增加,且随着|λ|的增加而增加。第五章通过对修改随机能量储存的Rayleigh-Helmholtz(RH)模型和Schweitzer-Ebeling-Tilch(SET)模型中ABPs输运特点的研究,得出相应结果:(1)线性项能够破坏两模型有效势函数的对称性;(2)两类噪声不关联且无周期信号时,首通时间(MFPT)总是随着k1和k2的增加而减小,ABPs输运的状态越来越不稳定。预示着关联噪声能够增强或削弱粒子的稳定性;(3)λ ≠ 0时,MFPT随着λ的增加而增加。λ较小时,SET模型中ABPs的稳定性强于RH模型,反之亦然;在k1较小且λ较大时,MFPT存在一个极大值,表明一定条件下噪声加强了系统的稳定性;(4)MFPT与K1变化关系图中,两模型中均出现了噪声加强稳定性(NES)现象;(5)加入周期信号时,RH模型和SET模型均能够出现随机共振(SR)现象,且都为单共振;而在SNR与化或者SNR与k2的变化关系图中,只有SNR-K1中当且仅当λ取较大值时,出现SR现象。即关联噪声能够增强也能削弱系统的随机共振现象。