非平衡系统若干反常行为的微观动力学机制研究

项目名称： 非平衡系统若干反常行为的微观动力学机制研究

项目编号： No.11475022

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郑志刚

作者单位： 华侨大学

项目金额： 86万元

中文摘要： 非平衡态下的系统会表现出各种各样的反常行为，这些行为与系统的动力学密切相关，且常常会有着共同的根源。本项目致力于通过对几个典型的反常非平衡行为的研究来揭示其背后的动力学机制。我们将深入研究非平衡系统的几种典型反常行为的动力学机制，分析这些反常行为背后的动力学共性机制；分析微观动力学对涨落关系的影响，探讨混沌运动时涨落关系的适用性，研究非指数型不稳定轨道非平衡过程的涨落关系；研究非理想热源与非线性系统的相互作用以及反常行为，分析热源的非马尔可夫性和不满足细致平衡与反常行为的关系；研究定向输运的动力学机制，分析噪声和参数变化引起流反转时系统动力学的变化；探讨动力学不同变化与流反转之间的联系，研究耦合带来的集体流反转和整流；探讨系统微观动力学及其集体模式对热传导特别是热流反转的影响。争取通过本项目的研究，为推动非平衡系统反常输运的基础理论研究、复杂系统统计物理新规律的探索和应用做出应有的贡献。

中文关键词： 非平衡统计；非线性动力学；涨落关系；定向输运；热传导

英文摘要： Non-equilibrium systems often exhibit numerous abnormal macroscopic behaviors, and these different behaviors usually originate from common dynamical mechanism.The present project devotes to revealing the dynamical mechanism embedded in several typical abnormal non-equilibrium behaviors. We will investigate the influence of microscopic dynamics on the fluctuation theorem and explore the validity of the fluctuation theorem in the presence of chaotic motion. We will derive the fluctuation theorem of non-equilibrium processes relating to non-exponentially unstable trajectories. We will study the interaction between non-ideal heat bath and nonlinear systems and investigate their anomalous behaviors, and we will analyze the relation between anomalous behaviors and the non-Markovian property and breaking of detailed balance of the heat bath. We will study the mechanism of current reversals of directed transport and investigate the collective current reversal and current rectification. We will explore the effect of microscopic dynamics and collective modes on heat conductions, especially on the reversal of heat current. We wish the project may contribute to fundamental studies of anomalous transport of non-equilibrium systems.

英文关键词： non-equilibrium statistical mechanics;nonlinear dynamics;fluctuation relation;directed transport;heat conduction