中文摘要：

本项目从非平衡统计物理的基本理论出发,对一维系统中的热传导问题和相关动力学性质进行深入研究。具体研究内容为混沌对热传导的影响；不均匀系统中的导热系数、温度分布数值研究，界面的特性对热传导的影响，并讨论热载流子在这类系统中的扩散行为；量子化自由度引入引起的导热系数对温度的依赖性；不同散射机制下的热传导研究。从微观动力学出发研究宏观热现象是近年来国际上关注的前沿课题之一。通过本项目的一系列研究，进一

结论摘要：

系统中的热输运问题是一个古老而又重要的课题。和三维系统不同，低维系统中导热系数不再是材料的特性，而是随系统尺度发散，傅立叶定律不再成立。因此探究具有什么样动力学行为的低维系统遵循傅立叶定律成为近年来的一个研究热点。另一方面，纳米材料的应用使得低维系统中的热传导研究具有现实意义，低维系统中热传导的研究将有助于更好地理解碳纳米管的热传导性质。我们用非平衡直接模拟的方法对一维气体模型中的粒子和能量扩散及其相应的动力学性质作了研究。首次引入了粒子量子化的内部自由度，发现了由此带来的对能量扩散所产生的影响；讨论了系统中的混沌对热传导的作用，发现弱混沌以及没有混沌的系统中出现了粒子和能量的非正常扩散，并研究了均匀和非均匀系统中局域平衡的实现；另外，研究还发现了能量扩散和系统的转动惯量有幂次关系，并在此基础上构造了非均匀系统，数值模拟了这一类系统中的能量和粒子扩散特性。另外，我们进一步研究了外加磁场对一维热传导的影响，研究发现低磁场和强磁场下有不同热传导性质，从而进行热流控制。我们还从描述分子随机运动的Langevin方程出发，用解析方法研究粒子在一维系统中的长时动力学行为，进而研究其能量扩散。