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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
林敏  黄咏梅 《物理学报》2012,61(22):34-38
从布朗粒子运动所遵循的Langevin方程出发,分析了周期性外力提供给布朗粒子的瞬时功率和平均功率.揭示了双稳系统随机共振的能量输入机理.理论分析与数值仿真结果表明,布朗粒子吸收的瞬时功率随时间作周期性变化,其变化的频率是周期性外力的2倍,而其幅值和均值的大小都受控于噪声强度.改变布朗粒子所处热环境的参数,能有效地控制周期性外力的能量输入形式.  相似文献   

2.
双稳随机共振参数特性的研究   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
以双稳系统为研究对象,探讨了影响和产生双稳随机共振的参数选择特性.双稳系统参数和二次采样频率参数有着内在的物理联系,它们的改变都会引起势垒、势阱间距和粒子跃迁速率的改变,并使噪声能量相对重新分配,进而影响随机共振效果.根据随机共振的参数选择规律,可通过适当的参数选择来得到最佳的随机共振状态,为后续数据处理奠定基础.  相似文献   

3.
林敏  张美丽 《物理学报》2011,60(2):20501-020501
外界对系统作功的过程就是系统状态发生变化的过程.根据Langevin方程的随机动力学特性,采用微观动力学和宏观热力学方法,建立了基于单一随机轨线的耦合双稳系统的热力学关系.通过力与耦合系统的功交互作用定量地刻画了能量的传递和转换关系,揭示了耦合系统中存在着的随机能量共振现象.从作功与能量的关系进行分析,进一步揭示了随机共振产生的物理本质. 关键词: 耦合双稳系统 随机热力学 随机能量共振 功  相似文献   

4.
基于量子粒子群算法的自适应随机共振方法研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
李一博  张博林  刘自鑫  张震宇 《物理学报》2014,63(16):160504-160504
为提升随机共振理论在微弱信号检测领域中的实用性,以随机共振系统参数为研究对象,提出了基于量子粒子群算法的自适应随机共振方法.首先将自适应随机共振问题转化为多参数并行寻优问题,然后分别在Langevin系统和Duffing振子系统下进行仿真实验.在Langevin系统中,将量子粒子群算法和描点法进行了寻优结果对比;在Duffing振子系统中,Duffing振子系统的寻优结果则直接与Langevin系统的寻优结果进行了对比.实验结果表明:在寻优结果和寻优效率上,基于量子粒子群算法的自适应随机共振方法要明显高于描点法;在相同条件下,Duffing振子系统的寻优结果要优于Langevin系统的寻优结果;在两种系统下,输入信号信噪比越低就越能体现出量子粒子群算法的优越性.最后还对随机共振系统参数的寻优结果进行了规律性总结.  相似文献   

5.
包景东  卓益忠 《中国物理 C》1989,13(11):1023-1031
本文将一个关于对称裂变的两个集体坐标(碎片质心距和颈部参数)及其共轭动量的四维Langevin方程作为描述布朗粒子从鞍点下降到断点这一扩散过程的动力学方程.通过计算机模拟随机力冲量,用Monte Carlo方法求解了Langevin方程组.计算了322/A<40区间的八个核裂变碎片的平均动能、动能涨落宽度,结果与实验值相符.  相似文献   

6.
过阻尼分数阶Langevin方程及其随机共振   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
高仕龙  钟苏川  韦鹍  马洪 《物理学报》2012,61(10):100502-100502
通过对广义Langevin方程阻尼核函数的适当选取,在过阻尼的情形下, 推导出分数阶Langevin方程.给合反常扩散理论和分数阶导数的记忆性, 讨论了分数阶Langevin方程的物理意义,进而得出分数阶Langevin方程产生随机共振的内在机理.数值模拟表明,在一定的阶数范围内,分数阶Langevin方程可以产生随机共振, 并且分数阶下的信噪比增益好于整数阶情形.  相似文献   

7.
钟苏川  高仕龙  韦鹍  马洪 《物理学报》2012,61(17):170501-170501
通过将广义Langevin方程中的系统内噪声建模为分数阶高斯噪声,推导出分数阶Langevin方程, 其分数阶导数项阶数由系统内噪声的Hurst指数所确定.讨论了处于强噪声环境下的线性过阻尼分数阶 Langevin方程在周期信号激励下的共振行为,利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换, 推导了系统响应的一、二阶稳态矩和稳态响应振幅、方差的解析表达式.分析表明,适当参数下, 系统稳态响应振幅和方差随噪声的某些特征参数、周期激励信号的频率及系统部分参数的变化出现了 广义的随机共振现象.  相似文献   

8.
林敏  孟莹 《物理学报》2010,59(6):3627-3632
分析了处于双势阱中的粒子在单一频率信号和双频信号作用下的运动形式,给出在双频信号作用下双稳系统的响应幅值与激励幅值的近似解析关系,揭示了非线性系统所特有的不同频率之间的频率耦合现象和激励输入的频率能量向另一频率转移的渗透现象.从动力学机理和频谱分布的角度进行分析,深化了对双稳系统随机共振机理的认识.数值仿真结果证明了理论分析的有效性.  相似文献   

9.
谢文贤  李东平  许鹏飞  蔡力  靳艳飞 《物理学报》2014,63(10):100502-100502
研究了在内噪声、外噪声(固有频率涨落噪声)及周期激励信号共同作用下具有指数型记忆阻尼的广义Langevin方程的共振行为.首先将其转化为等价的三维马尔可夫线性系统,再利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换导出系统响应一阶矩和稳态响应振幅的解析表达式.研究发现,当系统参数满足Routh-Hurwitz稳定条件时,稳态响应振幅随周期激励信号频率、记忆阻尼及外噪声参数的变化存在"真正"随机共振、传统随机共振和广义随机共振,且随机共振随着系统记忆时间的增加而减弱.数值模拟计算结果表明系统响应功率谱与理论结果相符.  相似文献   

10.
二次采样随机共振频谱研究与应用初探   总被引:28,自引:1,他引:27       下载免费PDF全文
研究了双稳系统随机共振频谱的洛伦兹分布特征,得出在谱分布能量较集中的低频区才能产生可辨识的随机共振谱峰. 探讨了大参数信号双稳系统的二次采样随机共振的频谱特性. 以强噪声中弱信号的检测为实例,阐述了二次采样随机共振技术的具体应用. 关键词: 随机共振 二次采样随机共振 双稳系统 频谱  相似文献   

11.
薛生虎  林敏  孟莹 《中国物理 B》2012,21(9):90504-090504
By analyzing the fluctuations and dissipations of a Brownian particle colliding with the molecules in a fluid, the work exchanged between the Brownian particle constrained in a bistable potential well and an external periodic force is investigated. Characters of the stochastic energetic resonance are found and studied at different intensities of fluctuations and dissipations. The microscopic mechanism of energy exchange between the Brownian particle and the external force is revealed. The method used in this study provides a novel way of controlling the stochastic energetic resonance.  相似文献   

12.
提出了一类8次势函数并讨论了其分岔特性,得到由左、右2个小尺度双稳势和中间势垒构成的对称四稳系统.建立了在周期力和随机力共同作用下四稳系统输出响应的近似解析表达式,并从能量角度引入功这一过程量来刻画大、小不同尺度双稳势之间的作功能力,发现四稳势中存在着双重随机共振现象.理论分析与数值仿真结果表明,当中间势垒高度大于左右2个小尺度双稳势的势垒高度时,四稳系统的响应随着噪声强度的变化由束缚在小尺度双稳系统中做小幅振动转变为跨越中间势垒的大幅振动,功随噪声强度的变化出现了双峰曲线,存在着双重随机共振,且小尺度随机共振能增强大尺度随机共振的效应.  相似文献   

13.
Stochastic resonance (SR) is numerically analyzed by the method of the stochastic energetics that enable us to analyze the energetics of non-equilibrium processes described by the Langevin equations. The work done by the external agent which drives the potential to fluctuate periodically is shown to be a good quantitative measure of SR. If the phase lag of the inter-well resonant motion before the periodic force is investigated, the good measure of SR can be devised by extracting the inter-well resonant motion. Thus, we numerically investigate the phase lag of the Brownian motion. The value of phase lag at the optimal noise intensity is found to depend on the frequency of the periodic force.  相似文献   

14.
A model of globally coupled bistable systems consisting of two kinds of sites, subject to a periodic driving and spatially uncorrelated stochastic force, is investigated. In the large system size limit, the problem of large number of coupled Langevin equations can be reduced to a simple problem of two coupled ordinary differential equations. Considering the finite size effect, we can derive two coupled Langevin equations. All the above three kinds of equations are numerically computed and compared with each other. Fkequency-dependent stochastic resonance is found, and the reduced equations can represent the high-dimensional system when the system size is large.  相似文献   

15.
In this paper, we discuss the motion of a Brownian particle in a double-well potential driven by a periodic force in terms of energies delivered by the periodic and the noise forces and energy dissipated into the viscous environment. It is shown that, while the power delivered by the periodic force to the Brownian particle is controlled by the strength of the noise, the power delivered by the noise itself is independent of the amplitude and frequency of the periodic force. The implications of this result for the mechanism of stochastic resonance in an equilibrium system is that it is not energy from the noise force which enhances a small periodic force, but rather an increase of energy delivered by the periodic force, regulated by the strength of the noise. We further re-evaluate the frequency dependence of stochastic resonance in terms of energetic terms including efficiency.  相似文献   

16.
We show that a colored spatial noise induces a heterogeneous behavior and coupling of initially uncoupled single bistable units. A formal approximation reduces a non-Markovian stochastic process described by the initial set of equations into Markovian process in terms of Langevin equation, for which a simple piecewise linear emulation was used to represent the nonlinear deterministic force. It turned out that the coupling leads to a phase transition due to the noise-induced diffusive term. As an example, a typical bistable noisy system with symmetric double-well potential was studied.  相似文献   

17.
吕明涛  延明月  艾保全  高天附  郑志刚 《物理学报》2017,66(22):220501-220501
根据随机能量理论解析得到阻尼环境中布朗粒子的概率流和斯托克斯效率,并进一步研究布朗粒子的输运性能.详细讨论了空间的不对称性、外偏置力及外势结构等对棘轮定向输运的影响.研究发现,合适的外偏置力能使棘轮的定向输运达到最强.通过调节外势的不对称性可使棘轮中粒子的运动反向,当选择合适的空间不对称性时布朗粒子的反向输运可获得最强.此外,一定条件下合适的外势高度也能增强棘轮输运,且能使粒子克服黏滞阻力的斯托克斯效率达到最大.所得结论能够启发实验上设计合适的外势及外偏置来优化布朗棘轮的定向输运性能,并为生物纳米器件的研制提供一定的理论参考.  相似文献   

18.
Wen BaoFang Lin 《Physica A》2012,391(4):930-936
The mean work required to drive a bistable system from one equilibrium state to another is calculated by using a Langevin simulation combined with Monte Carlo sampling. The resulting work depends not only on the proposal form but also on the temperature, because the particle subjected to thermal fluctuation passes over the barrier during a finite time. This shows that the mean work of a periodic signal done on a particle in a double-well potential is a non-monotonic function of the temperature when the energetic barrier is encountered. By applying this to information erasure in a Brownian computer, it is discovered that the work dissipated into the environment for 1-bit information erasure from two states to a single state can be minimized at a finite temperature.  相似文献   

19.
马正木  靳艳飞 《物理学报》2015,64(24):240502-240502
研究了二值噪声和周期信号共同激励下欠阻尼周期势系统的随机共振. 利用随机能量法计算了系统的平均输入能量和平均输出信号的振幅和相位差, 讨论了二值噪声对随机共振的影响. 发现随着噪声强度的增大, 平均输入能量曲线存在一个极小值和一个极大值, 系统出现先抑制后共振的现象; 同时, 系统信噪比曲线随噪声强度的增加出现单峰现象, 说明系统存在随机共振现象.  相似文献   

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