关于 Langevin 动力学结构保持闭式的论述
统计力学
2025-06-11 v1
摘要
给定服从欧德拉姆 Langevin 动力学的粒子系统，我们展示总是可以构建一种符合热力学第二定律的宏观模型，其梯度流相对于其非平衡自由能。为此，我们显著扩展了最近提出的内部变量随机热力学 (STIV) 框架，该方法用于从底层中尺度动力学和参数化为内部变量的近似状态密度分布中生成远离平衡的宏观热力学模型。虽然该框架最初仅针对高斯概率分布进行探索，但本文允许采用任意形式的近似概率密度函数，同时保持梯度流动力学。这大大扩展了其适用范围，并自动确保符合热力学第二定律，无需额外验证。我们演示了在多模态松弛问题、DNA 链上扩散的蛋白质以及周期性景观中受外部驱动的粒子问题中，随着内部变量数量的增加，对真实状态密度分布的数值收敛。最后，我们提供了一种将 STIV 结合准平衡近似的 reformulation，即以mesostate可观测量的平均值为基础，证明这些平均值也满足梯度流动力学。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.08156,
title = {On a structure preserving closure of Langevin dynamics},
author = {Travis Leadbetter and Prashant K. Purohit and Celia Reina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08156},
year = {2025}
}