非平衡系統若干反常行為的微觀動力學機制研究

《非平衡系統若干反常行為的微觀動力學機制研究》是依託華僑大學，由鄭志剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非平衡系統若干反常行為的微觀動力學機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭志剛
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

非平衡態下的系統會表現出各種各樣的反常行為，這些行為與系統的動力學密切相關，且常常會有著共同的根源。本項目致力於通過對幾個典型的反常非平衡行為的研究來揭示其背後的動力學機制。我們將深入研究非平衡系統的幾種典型反常行為的動力學機制，分析這些反常行為背後的動力學共性機制；分析微觀動力學對漲落關係的影響，探討混沌運動時漲落關係的適用性，研究非指數型不穩定軌道非平衡過程的漲落關係；研究非理想熱源與非線性系統的相互作用以及反常行為，分析熱源的非馬爾可夫性和不滿足細緻平衡與反常行為的關係；研究定向輸運的動力學機制，分析噪聲和參數變化引起流反轉時系統動力學的變化；探討動力學不同變化與流反轉之間的聯繫，研究耦合帶來的集體流反轉和整流；探討系統微觀動力學及其集體模式對熱傳導特別是熱流反轉的影響。爭取通過本項目的研究，為推動非平衡系統反常輸運的基礎理論研究、複雜系統統計物理新規律的探索和套用做出應有的貢獻。

結題摘要

本項目重點研究了集體定向輸運和耦合晶格熱傳導。具體包括： （1）分子馬達與定向輸運的流反轉現象，包括反饋耦合的分子馬達與定向輸運、耦合布朗馬達的溫度棘齒與流反轉機制、多對稱破缺機制的合作與競爭、延遲反饋耦合調控下的共振定向輸運；（2）熱傳導的熱流逆轉效應研究，包括利用複合材料結構調控熱傳導、複合晶格材料熱傳導的聲子重整化理論、轉子動力學與熱傳導等；（3）非平衡時空系統的斑圖動力學與同步，包括斑圖選擇的最小作用路徑方法、耦合非線性系統的同步與集體振盪等。 通過深入研究非平衡系統的定向輸運與分子馬達、微納材料熱傳導等典型反常行為的動力學，分析了這些反常行為背後的動力學共性機制，分析了噪聲和參數變化引起流反轉時系統動力學的變化；探討了動力學不同變化與流反轉之間的聯繫，研究了耦合帶來的集體流反轉和整流；探討系統微觀動力學及其集體模式對熱傳導特別是熱流反轉的影響。本項目的研究為推動非平衡系統反常輸運的基礎理論研究探索和套用做出了應有的貢獻。 通過四年實施，本項目研究團隊在上述方面取得了一批有意義的成果，在非平衡反常輸運行為的現象和動力學機制方面有了更為深刻的理解，完成了本項目擬定研究任務。 在項目執行期間，課題組出版/即將出版專著2部, 在《Frontiers of Physics》主編專輯1輯, 發表研究論文39篇，其中邀請綜述2篇，標註項目號資助的37篇；課題組組織或以大會主席主辦學術會議5個，擔任組委會委員的會議15個；課題組成員在相關國內外學術會議大會報告或邀請報告28個；課題組培養博士生5名，碩士生12名，獲得多個相關獎項； 課題帶動申請獲得其他相關省部級或市級項目5項，經費達到500多萬元。