Burst avalanches in solvable models of fibrous materials
我们审查限制模型的纤维束中的断裂，统计分布的阈值，个别纤维的故障。在崩溃过程中，雪崩组成的同时断裂的几个纤维发生，和分布$D(Δ)$的大小$Δ$这样的雪崩是在我们的分析的中心特征。对于一束平行纤维的两个极限模型的负载分配进行了研究和对比：全球模型中，由一个爆裂的纤维所携带的负载是均匀分布在幸存的成员，和本地模型中，最近的幸存邻居采取的负载。对于全球模型，我们调查特别是阈值分布的条件，这将导致异常的行为，即偏离渐近$D(Δ) \sim Δ^{-5/2}$，已知是通用的行为。对于当地的模型没有普遍的幂律渐近存在，但我们展示了一个特定的阈值分布如何雪崩分布，但可以明确地计算在大束限制。
1997-03-18 cond-mat.stat-mech
Robustness of the avalanche dynamics in data packet transport on scale-free networks
通过一个简单的模型研究了无标度网络中数据包传输的雪崩动力学。在该模型中，每个顶点都被分配了与负荷成比例的容量，其比例常数为$1+a$。当系统受到单个顶点移除的扰动时，每个顶点的负载被重新分配，随后过载的顶点失效。雪崩的大小取决于参数$a$以及触发它的顶点，我们发现存在一个临界值$a_c$，在该值处雪崩的大小分布服从幂律。只要度指数在2到3之间，与之相关的临界指数似乎是稳健的，并且其值接近于单顶点删除后直径变化的分布。
2006-01-11 cond-mat.stat-mech
Failure properties of loaded fiber bundles having a lower cutoff in fiber threshold distribution
纤维阈值分布下限的存在会影响纤维束在外载荷作用下的失效特性。我们调查这种可能性，在一个平等的负载共享（ELS）的纤维束模型和本地负载共享（LLS）的。我们分析表明，在ELS模型中，临界强度得到修改，由于下限的存在，它成为有界的上限。虽然磁化率和弛豫时间的动态指数保持不变，雪崩尺寸分布显示出永久偏离平均场幂律。在LLS模型中，我们解析地估计了下限截止值的上限，在该上限之上，束在一个瞬间失效。此外，系统的大小变化的束的强度和雪崩统计表现出强烈的依赖于较低的截止水平。
2005-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Organized Criticality in a Fibre-Bundle type model
本文对等载荷分布的纤维束模型的动力学进行了数值研究。该系统由N个元素组成，由缓慢增加的负载驱动，该负载以一种新颖的方式通过内部转移到雪崩期间破裂的元素来移除。当雪崩结束时，失败的元素会重新生成，其强度取自概率分布。对于足够大的N和对个体强度分布的某些限制，系统达到自组织临界状态，其中雪崩大小的谱是具有指数$τ\simeq 1.5$的幂律。
1999-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Avalanche size distributions in mean field plastic yielding models
本文讨论了在平均场的屈服转变处发生的雪崩的大小分布${\cal N}(S)$（即，Hebraud-Lequeux）模型。尺寸分布遵循以下形式的幂律依赖性：${\cal N}(S)\sim S^{-τ}$。然而（与在其去钉扎对应物中发现的相反）$τ$的值取决于所使用的动态协议的细节。对于随机触发雪崩我恢复的$τ=3/2$指数典型的平均场模型，这是特别有效的脱钉的情况下。然而，对于通过施加应变的准静态增加的外部加载的物理相关的情况下，获得较小的指数（接近1）。这一结果是合理的映射问题的一个有效的随机游动存在一个移动的吸收边界。
2015-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of discontinuity in threshold distribution on the critical behaviour of a random fiber bundle
本文研究了具有混合均匀分布的临界强度和全局载荷分配规则的随机纤维束模型的临界性态，着重讨论了不同分布参数下雪崩分布的性质。在阈值强度分布的纤维的非平凡的不连续性修改的临界应力，以及把递归动力学方法保持良好的参数的允许值的限制。的不连续性导致的雪崩大小的较小值的雪崩大小分布中的非普遍行为。我们观察到，除了较大的雪崩的平均场行为，观察到一个新的行为较小的雪崩大小的临界阈值分布接近。上述结果的现象学理解提供了使用雪崩尺寸分布的精确分析结果。最有趣的是，突出的非普遍行为的雪崩大小分布取决于系统参数。
2007-01-25 cond-mat.stat-mech
Fibers on a graph with local load sharing
我们研究了一个随机纤维束模型，纤维的尖端被放置在一个坐标为3的图上。这些纤维遵循局部载荷分担，具有均匀分布的纤维阈值强度。我们用有限尺寸标度方法数值研究了该模型的临界行为，建立了平均场临界行为。雪崩的大小分布也被发现表现出平均场性质的渐近极限。
2006-12-15 cond-mat.stat-mech
Glassy features of crystal plasticity
晶体的塑性是由于位错的雪崩式运动而产生的形变爆发。在这里，我们进行了广泛的数值模拟的三维位错动力学模型下准静态应力控制加载。我们的研究结果表明，雪崩是幂律分布，并显示特殊的应力和样本大小的依赖性：平均雪崩大小与所施加的应力呈指数增长，和滑移量与系统的大小增加。这些结果表明，在结晶材料的间歇变形过程中表现出类似于玻璃体系的扩展的临界相，而不是源自非平衡相变临界点。
2016-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Self-organization without conservation: Are neuronal avalanches generically critical?
最近对皮层神经网络的实验揭示了存在明确定义的电活动雪崩。这种雪崩被认为是一般尺度不变的-即幂律分布-在神经科学中有许多令人兴奋的含义。最近，Levina、Herrmann和Geisel提出了一个自组织模型来证明这一经验发现。鉴于（i）神经动力学是耗散的，（ii）有一个加载机制“充电”逐步的背景突触强度，这个模型/动力学是非常相似的精神森林火灾和地震模型，非保守的自组织的典型例子，最近已被证明缺乏真正的临界性。在这里，我们表明，皮层神经网络服从（i）和（ii）一般不是关键的;除非参数微调，它们的动态要么是亚临界或超临界，即使伪临界区域是相对广泛的。这一结论似乎与最近的实验观察一致。我们的工作的主要含义是，如果未来对皮层网络的实验研究支持真正关键的雪崩是正常的，而不是例外，那么人们应该寻找更详细的（适应性/进化）解释，而不是简单的自组织，来解释这一点。
2010-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
A random fiber bundle with many discontinuities in the threshold distribution
研究了在阈值分布中具有$n$ -间断的随机纤维丛模型（RFBM）在全局载荷分担方案下的崩溃问题。换句话说，混合基于其阈值强度识别的$n+1$不同类别的纤维，使得$i-th$类别中的纤维的强度均匀地分布在值$σ_{2i-2}$和$σ_{2i-1}$之间，其中$1 \leq i \leq n+1$。此外，在$i-th$和$i+1-th$类之间的阈值分布中存在差距。我们表明，虽然临界应力取决于系统的参数值，临界指数是相同的RFBM的递归动力学与均匀分布和全球负载共享。另一方面，雪崩尺寸分布（ASD）对于较小的雪崩尺寸值显示出非普适的非幂律行为，其仅在接近临界分布时才变得突出。我们建立了一个任意的$n$的雪崩尺寸分布的行为是定性类似的RFBM与一个单一的不连续性的阈值分布（$n=1$），特别是当密度和范围的阈值属于最强（$n+1$）-th类的纤维在所有的情况下保持相同。
2008-07-30 cond-mat.stat-mech
Effect of rewiring for a sandpile model on a directed network
Universidad de Chile（智利大学）
研究一维和二维BTW模型在重连节点以允许能量释放时的雪崩统计，发现负载分布基尼系数在重连比例约85%时出现转变，而其他度量不明显；二维情况下能量释放呈幂律，基尼系数平稳下降。
2026-06-23 cond-mat.stat-mech nlin.CG physics.comp-ph
Record statistics based prediction of fracture in the random spring network model
本文提出利用损伤雪崩的记录统计来预测异质材料断裂，发现中等无序下记录等待时间最大值可作为前兆信号，且失效应变与该处应变呈线性关系，实现更早的实时定量预测。
2023-12-02 cond-mat.stat-mech
Avalanches of Bose-Einstein Condensates in Leaking Optical Lattices
近十年来最引人注目的实验成就之一是实现了超冷原子在光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚。对这些结构的非凡控制水平使我们能够研究复杂的固态现象，新兴的“原子电子学”领域有望产生新一代的纳米器件。因此，了解它们的动力学性质具有重要的基础和技术意义。在这里，我们研究的BEC的出射原子通量加载在一个一维的OL与泄漏的边缘，使用的离散非线性薛定谔方程（DNLSE）提供的平均场描述。我们证明了OL内的原子布居在大小为$J$的雪崩中衰减。对于原子间相互作用强度的中间值，它们的分布${\cal P}(J)$遵循幂律，即表征系统在相变的${\cal P}(J)\sim1/J^α$。${\cal P}(J)$的这种无标度行为反映了底层经典混合相空间的复杂性和层次结构。我们的研究结果是相关的各种情况下（每当DNLSE是足够的），最突出的是从耦合非线性光学波导的光发射率。
2008-05-14 cond-mat.other cond-mat.stat-mech nlin.CD
Noise induced rupture process: Phase boundary and scaling of waiting time distribution
纤维束在这里被认为是复合材料的模型，其中由于施加的载荷（应力）和外部噪声的综合影响而发生纤维断裂。通过数值模拟和平均场计算，我们表明，存在一个强大的连续（无等待时间）和间歇压裂制度之间的相边界。在间歇状态下，在整个破裂过程中产生不同大小的雪崩，并且在两个连续的雪崩之间有一个等待时间。等待时间的统计数据遵循伽马分布，雪崩分布显示幂律缩放，类似于在断裂实验中观察到的地震事件和突发事件。我们提出了一个预测方案，可以告诉当系统预计达到连续压裂点从间歇阶段。
2013-07-25 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Crossover behavior in a mixed mode fiber bundle model
在光纤束模型中引入了一种混合模式的负载分配方案。该模型在负载分担规则的两个极端条件下，精确地简化为等负载分担（ELS）和局部负载分担（LLS）模型。我们确定了两个不同的制度：a）ELS模式占主导地位的平均场制度和b）LLS模式占主导地位的短程制度。通过强度变化、雪崩统计、磁化率和弛豫时间变化、断裂纤维之间的相关性及其聚类分析的数值研究，探讨了交叉行为。通过分析簇大小分布的矩，我们找到了这些区域的交叉点。因此，即使在一维情况下，纤维束模型也表现出从平均场到短程相互作用的交叉行为。
2004-12-06 cond-mat.stat-mech
Acoustic emission data based modelling of fracture of glassy polymer
通过实验与模拟结合，利用声发射数据统计特征表征环氧聚合物断裂模拟中的无序参数，发现其与雪崩等待时间及纪录数强相关，并成功复现断裂特征。
2023-12-28 cond-mat.stat-mech
Evolution of burst distribution in fiber bundle model
我们考虑一个纤维束模型，具有相等的负载分担和均匀分布的击穿阈值。采用统一的概率论方法描述了连续和离散载荷作用下的纤维束。结果表明，尺寸为d的雪崩分布D（d）与束载荷步数之比正好对应于尺寸为d的破裂概率。研究了D（d）的s -幂律分布指数随加载步长和束尺寸的变化规律。结果表明，s不依赖于束的大小。在数值实验中，得到了纤维束尺寸N=10^10时s对加载步长的依赖关系。通过数值模拟，得到了各加载阶段纤维破裂的分布规律。结果表明，这种分布类型的变化是s值在-3 - -5/2范围内演变的原因。
2012-02-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Prediction of imminent failure using supervised learning in fiber bundle model
预测无序固体在外载荷作用下的破裂是一个极其重要的问题。在这里，我们使用纤维束模型的无序固体和记录的雪崩大小和能量爆发的时间序列。时间序列包含的统计特征不仅表明断裂过程临界行为的普遍性，而且还反映了接近灾难性故障的信号。使用监督机器学习对这些系列进行系统分析可以预测故障时间。时间序列的不同特征在训练样本的不同变体中变得重要。我们解释的原因，这种切换之间的重要性不同的功能。我们表明，雪崩时间序列的不平等措施在即将发生的故障预测中起着至关重要的作用，特别是对于不完美的训练集，即，当训练样本的仿真参数与测试样本的仿真参数相差很大时。我们还显示了系统的可预测性的变化的相互作用范围和强度的障碍是不同的样品中，不同的故障模式从脆性准脆性（与相互作用范围）和成核渗滤（与无序强度）。监督学习的有效性是最好的，当样本刚刚进入准脆性模式的故障显示无标度雪崩尺寸分布。
2022-06-01 cond-mat.stat-mech
Effect of disorder on temporal fluctuations in drying induced cracking
我们调查通过计算机模拟的结构无序的均匀和各向同性干燥下的材料的薄层开裂的统计上的效果。该层被离散成一个三角形网格的弹簧。干燥过程通过以相同因子减小所有弹簧的自然长度来捕获，并且淬火无序的量通过改变弹簧的随机断裂阈值的分布的宽度来控制。一旦弹簧断裂，负载的重新分布可能会引发雪崩式的断裂。我们的模拟结果表明，该系统表现出相变的无序量作为控制参数：在低的无序度，破碎过程中占主导地位的宏观裂纹在开始时，和随后的破碎雪崩的大小分布呈指数形式。在高度紊乱时，破裂以指数分布的小规模雪崩进行，产生大量的微裂纹，这些微裂纹最终合并并破坏该层。在这两个阶段之间，在临界无序量ε_c = 0.40 \pm 0.01处发生急剧转变，其中雪崩尺寸分布变为指数τ = 2.6 \pm 0.08的幂律，与纤维束模型的平均场值τ = 5/2一致。从有限尺寸标度分析得到的高质量数据的崩塌表明，最大爆发的平均值<Δ_max>可以确定为序参量，β/v = 1.4，1/v = 1.0，并且崩塌尺寸分布的二阶矩m2和一阶矩m1的平均比值<m2 /m1>显示出与连续跃迁敏感性相似的行为，当γ/ν = 1时，1/ν = 0.9。这表明，无序诱导的薄层破裂的转变类似于连续的相变。
2011-07-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behaviour of random fibers with mixed Weibull distribution
研究了全局负荷分担（GLS）方案下混合威布尔分布的随机纤维束模型。混合模型由两组纤维组成。一组纤维的阈值强度是从具有特定威布尔指数的威布尔分布中随机选择的，而另一组纤维具有不同的指数。混合调谐的束的临界应力和临界应力的变化与混合的量是使用概率的方法确定的，其中的外部负载是准静态增加。在一个特殊的情况下，我们说明，发现临界应力随混合参数线性变化。临界指数和幂律行为的爆发雪崩尺寸分布被发现保持不变，由于混合。
2006-12-19 cond-mat.stat-mech
The Universality Class of Nano-Crystal Plasticity: Self-Organization and Localization in Discrete Dislocation Dynamics
尽管晶体和非晶系统中的微观缺陷特征不同，但塑性变形系统中雪崩行为的普适性已被广泛讨论。与无定形系统相反，结晶流动应力在高应变和/或加载速率下显著增加。我们进行模拟的二维离散位错动力学模型，最低限度地捕捉纳米晶变形的现象。在这个模型的背景下，我们证明了在大速率（> 1000/s）下位错塑性的经典速率依赖性，从根本上控制了系统的统计特性，因为它与位错成核竞争：在大速率下，该行为在统计上由“拖曳”移动位错的长程相关性主导。在小速率下，塑性局部化在小体积中占主导地位，并且发生雪崩行为的空间整合。
2018-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Model for Bone Strength and Osteoporotic Fractures
内部多孔区域在大骨的承载能力中起着至关重要的作用。例如，B，{ \bf 54}，15094（1996）]显示出骨的几种已知机械特征的类似物。健康和薄弱的网络的“应力骨干”和应力分布的直方图被证明是质的不同。本文提出了一种迄今尚未证实的骨密度与骨强度之间的关系。
2001-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
