具有各向异性热涨落的有限时间热力学循环的几何学
系统与控制
2022-12-27 v4 统计力学
系统与控制
摘要
与在不同温度热浴间交替接触的卡诺热机经典概念相反，自然发生的过程通常从各向异性中收集能量，同时暴露于不同强度的化学涨落和热涨落之下。在这些情况下，负责能量转导的使能机制通常是非平衡稳态（NESS）的存在。对此现象的合适随机模型是布朗陀螺仪——一个两自由度、受随机驱动并与环境交换能量和热的系统。在此模型背景下，我们从随机控制视角提出能量收集机制的几何视图，其包含系统状态在热力学流形上的受迫周期轨迹。耗散和功输出相应地表示为受控过程的路径积分，而功率和效率的基本限制通过等与一个等周问题的关系以几何形式表达。该理论针对远离平衡且超出线性响应区的高阶系统给出。
引用
@article{arxiv.2203.12483,
title = {Geometry of finite-time thermodynamic cycles with anisotropic thermal fluctuations},
author = {Olga Movilla Miangolarra and Amirhossein Taghvaei and Yongxin Chen and Tryphon T. Georgiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.12483},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 2 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2108.00334