空时非对称分数阶类Langevin棘齿

研究了空时非对称分数阶类Langevin分子马达棘齿模型,其中势函数是空间对称破缺的周期势,时间非对称类Langevin噪声由Logistic映射生成,而分数阶则刻画了分子马达工作环境的非理想程度.通过将模型转化为离散映射,即研究其整时间点情形,数值模拟了噪声的时间非对称性、势函数的空间非对称性以及分数阶对模型定向输运行为的影响.数值模拟结果表明:噪声的时间非对称性是定向流产生的根源,而势函数的空间非对称性能够与其进行竞争与协作,并在适当的参数条件下导致定向流的逆转;分数阶仅影响定向流的大小而不改变其方向.与经典的整数阶分子马达模型或时间非对称分数阶分子马达棘齿模型相比,该模型可以更为真实地描述分子马达的噪声整流工作机理.

时间非对称分数阶类Langevin棘齿

本文将细胞内环境假定为分数阶牛顿黏弹性体并建立了单位质量的一维线动分子马达的时间非对称分数阶类郎之万棘齿模型,其中的周期势函数是空间对称的,而用于刻画ATP水解反应引起的环境波动的则是无偏的时间非对称类郎之万噪声.然后本文将模型转化为离散映射以便进行计算机模拟.最后本文以Logistic映射所生成的类郎之万噪声为例简单模拟了模型的定向输运行为.各参数情形下的模拟结果均显示:无需势函数的空间对称破缺,时间非对称的类郎之万噪声已足以引起模型的定向输运.负向的输运行为应归因于Logistic映射的两个不稳定不动点的非对称分布.因此,尽管模拟结果同整数阶模型相比并无本质区别,但分数阶模型对于分子马达的噪声整流机理的刻画却无疑更接近实际情况.

由双不动点映射生成的乘性类Langevin噪声驱动的过阻尼分数阶棘齿

本文研究双不动点映射生成的乘性类Langevin噪声驱动的过阻尼分数阶波动势模型的定向输运,其中的确定性类Langevin噪声是混沌噪声的自然推广,由仅具有两个不动点的逐段单调映射迭代产生.数值模拟结果显示:当模型同时空、时对称破缺时定向流出现,且噪声参数的变化可以引起定向流的振荡、衰减与逆转.值得注意的是该定向输运行并不依赖于热扩散,即棘齿是非热的.

分数阶布朗马达在闪烁棘齿势中的合作输运现象

引入分数阶微积分理论,建立耦合分数阶布朗马达在闪烁棘齿势中的合作输运模型,利用分数阶差分法求得模型数值解并分析了模型参数对合作定向输运性质的影响.发现在具有记忆性的分数阶棘齿系统中,系统阶数与粒子间耦合强度不仅可影响粒子链输运速度,还可使粒子链出现与整数阶方向相反的定向流;在阶数固定下,定向输运速度将随参数(噪声强度、耦合强度、棘齿势峰值高度)变化出现广义随机共振现象.