计算闪烁布朗马达有效输运性质的数值方法
计算物理
2020-02-18 v2 统计力学
摘要
我们开发了一种数值算法，用于计算过阻尼粒子在稳态行为下的有效漂移和扩散率，该粒子受周期势驱动，其振幅随时间受乘性噪声调制，并受加性高斯噪声强迫（即闪烁布朗马达的数学结构）。该数值算法基于对具有周期边界条件的 Fokker-Planck 方程解的谱分解，以及由均匀化理论导出的胞元问题。我们还表明，Wang、Peskin、Elston (WPE, 2003) 用于计算上述量的数值方法与均匀化理论导出的方法等价。我们展示了如何通过有限体积方法将乘性噪声离散化为离散状态马尔可夫跳跃过程，从而将 WPE 数值方法应用于此问题，该过程保留了原始连续状态过程的许多重要性质，如不变分布和细致平衡。我们的数值实验展示了两种方法的有效性，并表明在处理乘性随机噪声（特别是具有强波动性）时，谱方法可以具有一定的效率优势。
引用
@article{arxiv.1301.4301,
title = {Numerical Methods for Computing Effective Transport Properties of Flashing Brownian Motors},
author = {Juan C. Latorre and Peter R. Kramer and Grigorios A. Pavliotis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.4301},
year = {2020}
}
备注
49 pages, 8 figures