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运动学方程是指质点的空间位置坐标随时间变化的函数表达式。
图1为一个布朗粒子的位移曲线和瞬时速度曲线。
图1 布朗运动位移曲线和瞬时速度曲线
设x(t)为布朗粒子在t时刻的位移,根据布朗运动定律,布朗粒子在t时刻的瞬时速度v(t)可表示为:
式中n(t)为定义在[-∞,+∞]上的零均值不相关白噪声函数。
设x(0)=0,由上式可直接写出布朗粒子的运动学方程
式中白噪声n(t)的定义域为[-∞,+∞]。
从布朗粒子的运动学方程可以看出,由于仅在区间[0,t]对定义在[-∞,+∞]上的白噪声n(t)进行积分,因此布朗粒子运动学方程为非线性时变数学模型。
由布朗粒子运动学方程,不仅可研究布朗运动的特征及规律,而且还能预测布朗粒子随机运动的未来发展趋势和变化结果。
参考:
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GMT+8, 2024-11-22 19:27
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