一维无序FPU链热化问题的研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:slrjlc2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热化问题是统计物理学的基本问题,它的研究对平衡态或非平衡态统计物理有着重要的意义。对于经典系统,目前人们已经得到了关于FPU (Fermi-Pasta-Ulam)模型、FK (Frenkel-Kontorova)模型热化的一些结果。本文采用数值计算的方法,研究了无序对一维FPU链热化过程的影响。本文首先介绍了统计物理学的一些基本概念以及非线性物理学领域的相关进展,然后回顾了自1955年提出FPU模型并发现FPU回流现象后,人们在FPU领域所取得的一些成果,特别是其中的热化问题的研究。我们在标准FPU模型的基础上,引入无序的线性势能项系数,即弹性系数均匀地取两个不同的值,这两个系数的平均值为1.0,它们的差值δγ在一定层面上反应了无序的程度。我们采用自然边界条件,并将初始的能量平均分配给频率最低的10%的简正模。观察不同时刻能量的分布情况,我们发现:A.无序的加入大大加快了热化过程,使得系统更容易达到热化。B.在无序的模型中,将不会出现标准FPU模型热化过程中的亚稳态现象。接着,本文通过表征能量均分程度的物理量ξ(t)定义了均分时间Teq,研究了均分时间Teq的尺寸效应。我们发现,当链长N足够长时,系统就会达到热力学极限。而且能量密度越低,达到热力学极限所需的链长越长。当无序的两个弹性系数差δγ较小时,链长N在较小(比如取512)时就能达到热力学极限,继续增大链长对结果几乎没有影响。当δγ较大时,链长N也需要大一些(比如取2048)才能达到热力学极限。然后我们研究了均分时间Teq与能量密度ε的标度关系以及δγ、势能三次项系数α和四次项系数β对标度规律的影响。得到均分时间Teq与能量密度ε的标度关系为Teq=Aε-a,其中,指数a≈1.0(指数a的值与δγ和α有关,但都接近1.0),这与标准FPU模型的a=2.25有很大差别。我们发现当δγ取值在0.05到1.6之间发生改变时,指数a只有微小的改变,都很接近1.0。势能三次项系数α对Teq的影响稍微明显一些,斜率a随α的增大(本文的α都取负值)而增大。在α≠0的情况下,四次项系数β的变化对指数a没有影响。我们还发现β不仅对指数a没有影响,对系数A也没有影响,这意味着当a≠0时,一维无序FPU模型中势能四次项系数β对热化过程的影响可以忽略。最后,本文又进一步研究了在给定能量密度的情况下,均分时间Teq与势能三次项系数α之间的标度关系,研究得到Teq=B(-α)-κ,其中指数κ在能量密度ε=0.0001时值为-2.0,并且随着能量密度ε的增加,κ逐渐减小。
其他文献
枸橼酸他莫昔芬片属于非甾体抗雌性激素类药物,由阿斯利康制药有限公司研发上市,是临床中治疗乳腺癌的首选药物。原研制剂在国内无进口或地产化,当前中国上市的枸橼酸他莫昔
建设中国特色社会主义文化强国,大力丰富和改进人民的精神文化生活是习近平在党的十八大中重点提出的重要思想和议题,而在党的十九大工作报告中习近平总书记再一次明确提出“文化是国家和民族的灵魂”重要的观点,能够充分看出社会主义文化强国的建设在我国社会主义发展进程中的重要作用和地位。随着当前我国经济社会的主要矛盾随着我国社会的主要矛盾发生转变,人们关于自身业余生活的需求越来越高,社区文化的建设与发展也备受广
在配位化学领域中,含氮配体是一类广受关注的重要配体。本文以合成新型含氮结构的配合物为立足点开展工作,从构建多维结构的配合物上出发,研究配体的配位特点。以席夫碱和氮
电解水制氢技术是解决当代能源危机和日益严峻环境问题的有效途径,开发价格低廉、储量丰富、催化性能优越、循环稳定性强的催化剂具有重要意义。其中,过渡金属磷化物在电解水制氢领域表现出优异的催化性能,具有广阔发展前景。本文基于铁系过渡金属磷化物,探索不同的制备和优化活化方法,合成具有优异性能的电解水催化剂。首先,以Fe-MIL-88为前驱体,采用先碳化后磷化的两步合成法制备磷掺杂石墨碳包覆的磷化铁纳米催化
随着全球资本市场飞速的发展,越来越多复杂的创新金融产品和理财方式被市场所认知,其中以FOF基金(即Funds of Funds,基金中的基金,是以基金份额为投资标的的基金)为首的基金
随着CMOS图像传感器在空间分辨率和时间分辨率的不断提升,CMOS图像传感器的数据量在不断增加;同时,现代社会对低功耗CMOS图像传感器的需求也越来越多。由于传统接口电路的技
研究背景:鲍曼不动杆菌是引起各种医院获得性感染,如呼吸机相关性肺炎、中心静脉导管相关性血流感染、尿路感染、手术部位感染和其他类型伤口感染的重要机会性病原体,其中重症监护病房的免疫功能低下患者极易成为其易感人群。在过去十年中,鲍曼不动杆菌的碳青霉烯类抗性是全球范围内的一个新兴问题。鲍曼不动杆菌的碳青霉烯类抗性主要与D类苯唑西林酶(oxacillinases,OXAs)和B类金属β内酰胺酶(metal
腹菌作为特殊的类群,在真菌的系统发育中占有重要地位,分类学家们对该类真菌的分类存在不同意见。本论文对吉林省的腹菌类进行采集、整理和标本研究,并对其中的马勃科和地星
随着人们对石油资源需求的日益增加,海上油气的开发与利用将成为未来能源发展的必然趋势。海洋油气资源的开发与利用需要依托海上油气平台,而海上油气平台的桩基通常采用大直径钢管桩基础。由于大直径钢管桩基础自身的结构特点,在沉桩过程中会发生溜桩与土塞效应。溜桩与土塞效应会对大直径钢管桩基础的桩侧摩阻力与桩端阻力产生影响,进而改变大直径钢管桩基础的承载特性。目前国内外关于溜桩与土塞效应对大直径钢管桩承载特性的
本文主要对图论中图的坚韧度与哈密尔顿指数的关系进行了研究.全文共分为四个章节,下面分章节具体叙述主要工作.第一章是全文的基础,主要介绍了图论中的基本概念和符号、图论