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本论文研究了负载条件下布朗马达的特性。首先我们对处理布朗马达问题的随机动力学的具体问题和分子马达的研究现状进行了综述。并以此为基础提出了本论文的研究内容。
接下来,在负载条件下,研究了环境噪声和通道结构对布朗马达的工作区间的影响,以及一定条件下布朗马达携带负载的能力等等。熵垒条件下,布朗马达的输运几率流与负载力之间满足单调下降的函数关系,与现有的能垒和实验的结论一致。布朗马达的输运几率流和最大负载力都是温度的峰值函数。它表明了,环境噪声不仅有利于马达的输运而且有利于布朗马达携带更大的负载。随着负载的增加,温度工作区间会减小。在f—т平面中布朗马达只能在一定的区域内工作。我们还发现要使布朗马达正常工作,环境涨落和通道的结构参数都存在阈值。并且通道的结构对马达的输运和载荷能力都有控制作用。
最后,同样以负载为前提,研究了在不同浓度值下环境噪声和通道结构对布朗马达的工作区间的影响,以及一定条件下布朗粒子携带负载的能力。并研究了热噪声、通道结构和负载力对装置抽运作用的影响。当J=0时,当负载力的方向向右时,浓度比ρ1/ρ0的值随着负载力的增大而减小,最后趋近于零;浓度比ρ1/ρ0的值随着温度的增大而先增大后减小,最后趋近于1;浓度比ρ1/ρ0的值随着rb的增大而逐渐减小,最后会小于1。当负载力的方向向左时,浓度比ρ1/ρ0的值随着负载力的增大而先增大后减小,最后趋近于零;浓度比ρ1/ρ0随着温度的增大而减小;当rb逐渐增大时,通道产生的熵垒作用减小,系统的抽运能力也相应的减小但不反向。从图中还可以看出,在一定范围内,负载和热噪声可以增大系统的抽运能力并改变抽运能力的方向。