由旋转轮驱动的 Brownian 粒子的输运与扩散性质

本文数值研究了二维通道中由旋转轮驱动的 Brownian 粒子的扩散与整流。非平衡驱动来自旋转轮，它能够打破热力学平衡并在非对称势场中诱导定向输运。研究发现，沿势场的输运方向由势场的不对称性和轮的位置决定。平均速度是角速度（或扩散系数）的峰状函数，且当扩散系数（或角速度）增大时，峰值位置向大角速度（或扩散系数）方向偏移。存在一个最优角速度（或扩散系数），使得有效扩散系数取得最大值。值得注意的是，通过适当调节系统参数，观察到了扩散的巨大加速。对应于最大有效扩散系数的参数与平均速度最大的参数并不相同。