一维主动布朗粒子平均首达时间的渐近分析与模拟
偏微分方程分析
2024-10-16 v1 统计力学
概率论
摘要
主动布朗粒子（ABPs）是非平衡系统的一种模型，其中组成粒子除布朗运动外还能自驱动。与已被充分研究的被动布朗粒子平均首达时间（MFPT）相比，ABPs的MFPT研究尚不成熟。本文研究一维区域中两端具吸收边界条件的ABPs的MFPT。为揭示游动对MFPT的影响，我们考虑弱游动或小佩克莱特（Péclet, Pe）数极限下的渐近分析。特别地，我们推导了存活概率与MFPT直至O(Pe)的解析表达式。我们探究了起始位置与起始取向对MFPT的影响。分析表明，若起始取向偏向区域一侧，则MFPT作为起始位置的函数关于区域中心变得不对称。解析结果由完整PDE模型的数值解所证实。
引用
@article{arxiv.2310.04446,
title = {Asymptotic analysis and simulation of mean first passage time for active Brownian particles in 1-D},
author = {Sarafa Adewale Iyaniwura and Zhiwei Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04446},
year = {2024}
}