Motion-induced synchronization in metapopulations of mobile agents
我们研究了运动的影响,出现在一个集合种群的随机步行者移动的异构网络上的同步,并受到仓本相互作用在网络节点。我们发现了一种新的机制,过渡到宏观动力学秩序诱导的步行者的运动。此外,我们观察到两种不同的微观路径同步:根据运动的规则,无论是低度节点或枢纽驱动整个系统走向同步。我们提供分析参数来理解这些结果。
2013-04-15 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.soc-ph
Synchronization in an evolving network
在这项工作中,我们研究了仓本振子在随机演化网络上的动力学,其演化受单个振子的相位和度分布的控制。在达到阈值连接密度之后实现同步。拓扑和动力学的这种累积效应具有许多现实意义,其中系统中的同步以自组织方式作为其组件的集体属性出现。只要连接密度保持在阈值以上,同步状态就保持稳定,额外的链路提供对网络波动的弹性。
2015-05-07 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Topologically-induced suppression of explosive synchronization
本研究发现度偏置拉普拉斯耦合的星形网络产生爆炸性同步,拓扑引入环后转为经典同步,揭示大脑避免病态同步的潜在机制。
2023-03-09 math.DS nlin.CD physics.soc-ph
Synchronization in interacting Scale Free Networks
本文研究了两个无标度相互作用网络的表面弛豫模型(SRM)在稳态下的界面涨落,其中两个网络中的一部分$q$节点通过外部连接一对一地相互作用.我们发现,随着$q$的增加,两个网络上的波动减少,从而同步达到近$40\%$的改善时,$q=1$。这两个网络上波动的减少主要是由于通过外部连接的扩散,这使得通过将其多余部分主要发送到低度节点来减少节点的负载,我们报告这些节点具有最低的高度。随着$q$的增加,这种效应增强了低度和高度节点的高度匹配,从而减少了波动。这种效应几乎与网络的度分布无关,这意味着互连控制了过程在其拓扑结构上的行为。
2016-04-05 physics.soc-ph
On the onset of synchronization of Kuramoto oscillators in scale-free networks
尽管在过去的二十年里,人们对复杂网络上的相振子的研究给予了极大的关注,但在热力学极限下,无标度网络是否表现出非零的临界耦合强度来实现同步仍然不清楚。在这里,我们系统地比较预测的异质度平均场(HMF)和淬火平均场(QMF)的方法,以广泛的大型网络的数值模拟。我们提供了令人信服的证据表明,临界耦合消失的振荡器的数量增加的无标度网络的幂律度分布的指数$2 < γ\leq 3$,与已观察到的其他动力学过程在这样的网络。对于$γ> 3$,我们表明,临界耦合仍然是有限的,在协议与HMF计算和突出的相位振荡器和流行病模型的无标度网络的临界特性之间的唯象差异。最后,我们还详细讨论了在研究复杂网络中的同步现象时的一个关键选择,即如何规范化振荡器之间的耦合。
2019-05-06 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Optimizing higher-order network topology for synchronization of coupled phase oscillators
自然界中的网络具有代理之间的复杂交互。由交互引起的一个重要现象是耦合代理的同步,并且交互网络拓扑可以被调整以优化同步。以往的研究表明,优化的传统网络与成对的相互作用有利于均匀的度分布的节点时,相互作用是无向的,总是结构不对称的,当相互作用是有向的。然而,最优控制的同步与普遍的高阶相互作用的网络较少探索。在这里,通过考虑超图中的高阶相互作用和具有2-超链接相互作用的Kuramoto模型,我们发现具有优化同步性的网络拓扑可能具有不同的性质。对于无向交互,通过模拟退火优化的具有2-超链接交互的网络倾向于在节点的广义度上变得均匀,与1-超链接(成对)交互一致。我们进一步定义了有向超链接,并严格证明了对于有向交互,具有2-超链接交互的最佳同步网络可以保持结构对称性,这与1-超链接交互的结论相反。结果表明,控制网络拓扑结构的高阶相互作用导致同步现象超越成对的相互作用。
2021-08-25 physics.soc-ph
Speed of complex network synchronization
同步是网络上出现的最常见的动态状态之一。同步收敛的速度为同步系统提供了一个基本的集体时间尺度。在这里,我们研究了有向网络的渐近同步时间的拓扑结构,从完全有序,网格状,完全无序,随机,包括中间,部分无序的拓扑结构。我们扩展了主稳定性函数的方法来量化同步时间。我们发现,同步时间强烈和系统地依赖于网络拓扑结构。特别是,在固定的度,更强的拓扑随机性诱导更快的同步,而在固定的路径长度,同步是最慢的小世界制度中的中间随机性。随机重新连接现实世界的神经,社会和运输网络证实了这一点。
2011-08-01 cond-mat.dis-nn cs.SI nlin.CD
Reconstructing directed networks for better synchronization
本文研究了在有向网络中通过操纵固定数目的链接来增强同步的策略。我们提出了一种基于中心性的重构(CBR)方法,其中节点的中心性是由著名的PageRank算法测量。大量的数值模拟结果表明,CBR方法是更有效地促进同步比度为基础的重建方法和随机重建方法添加或删除链接。这是因为CBR方法可以有效地缩小网络的度分布,增强网络的层次结构。此外,我们将CBR方法应用于链路重布线过程中,在每一步中删除一个链路,并添加一个新的链路。CBR方法有助于决定应删除或添加哪些链接。经过几个步骤后,得到的网络非常接近进化优化算法的最优结构。在Kuramoto模型上的数值仿真进一步证明了该方法在缩短有向网络同步收敛时间方面的优势。
2011-06-29 cs.DS nlin.CD physics.soc-ph
Abnormal Synchronizing Path of Delay-coupled Chaotic Oscillators on the Edge of Stability
研究了无标度网络中时滞耦合混沌振子同步路径的转变。主要是通过临界传输延迟使混沌振子在稳定的边缘耦合,发现同步路径的跃迁是\emph{abnormal},其特征在于:(a)同步过程从低度而不是高度节点开始,(b)高度节点不承担枢纽的角色,(c)高度节点不承担枢纽的角色,(d)高度节点不承担枢纽的角色,(e)高度节点不承担枢纽的角色,(f)高度节点不承担枢纽的角色。(3)在无标度网络中,由于枢纽节点的缺失,同步子网络的小世界特性较差;(4)在无标度网络中,即使社区结构缺失,也会出现聚类同步行为。这种异常的同步路径表明,不同的同步行为发生在同一个拓扑结构中,这意味着网络结构与动力学之间的关系远比结构是动力学基础的常识复杂得多。此外,它还揭示了从同步行为的过渡到实际复杂网络中的无序,如阿尔茨海默病的潜在联系。
2015-03-03 physics.soc-ph
Explosive synchronization in adaptive and multilayer networks
爆炸同步是当前非线性科学和复杂网络研究的热点问题。到目前为止,它被证实,ES是植根于特定的微观相关功能之间的网络振荡器的固有频率和它们的有效耦合强度的设置。我们发现,ES,事实上,是更普遍的,并可以发生在自适应和多层网络中,也在没有这样的相关性。确切地说,我们首先报告的证据ES在没有相关性的网络中的一部分f的节点有链接自适应控制的本地序参量,然后我们扩展研究的各种两层网络的一部分f的节点相互耦合的依赖性链接。在后一种情况下,我们甚至表明,ES集,无论在频率分布和/或在两层之间的连接的拓扑结构的差异。最后,我们提供了一个严格的,分析,治疗,以适当地接地所有观察到的情况下,并促进在现实世界的系统中的ES的基础上的实际机制的理解。
2014-10-11 nlin.AO physics.soc-ph
Synchronization in Scale Free networks: The role of finite size effects
复杂网络中的同步问题因其在神经生物学、电子商务、任务完成等领域的广泛应用而受到研究者的广泛关注。特别是具有度分布$P(k)\sim k^{-λ}$的无标度网络,由于在自然界和其他真实系统中普遍存在,因此在研究中得到了广泛的应用。本文研究了含$2.5< λ<3$的无标度网络中的表面弛豫生长模型,并研究了稳态下涨落随体系尺寸$N$的标度行为.我们发现了一种新的行为的波动,其特征在于两个政权之间的交叉值为$N=N^*$,这取决于$λ$:对数制度,在以前的研究中发现,和一个恒定的制度。我们提出了一个描述这种交叉的函数,该函数与模拟非常一致。我们还发现,对于一个系统的大小以上的$N^{*}$,波动减少与$λ$,这意味着系统的同步改善作为$λ$增加。我们解释这种交叉分析的作用,网络的系统大小$N$和度分布的指数所产生的异质性。
2015-06-16 physics.soc-ph
A unified framework for synchronization optimization in directed multiplex networks
National Institute of Technology, Durgapur(印度杜尔加布尔国家技术学院)
本文提出一个分析框架,用于在有向多层网络中实现最优同步,考虑了受挫和非受挫情形,引入了多层同步对齐函数,并通过数值模拟展示了其在不同有向双层拓扑中的优势。
2026-04-02 cs.SY eess.SY nlin.AO
Synchronization of Non-Linear Random Walk Dynamics in Complex Network
这项工作解决了同步在瞬态,非线性随机动态对应的访问由自避免行走起源于一个复杂的网络的每个节点。更具体地说,从其他节点进入的访问的同步性已被认为是和量化的平均访问期间的熵,被密切相关的访问交付到每个节点的效率。节点$i$的同步支持的概念也被建议为对应于对$i$的访问的同步贡献最大的节点。这些概念已被应用到6个不同类型的网络的分析,导致显着较小的同步性获得的Watts-Strogatz和地理模型。Watts-Strogatz和路径规则结构的同步性更均匀。不同程度的相关性之间的同步性和程度或向外访问的节点。已经发现节点$i$的同步支持呈现多样的结构,包括可能靠近$i$的节点,或者分散在网络中并且远离$i$的节点。
2008-01-16 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph physics.soc-ph
Collective synchronization induced by epidemic dynamics on complex networks with communities
最近的大量经验证据表明,\textit{community structure}在现实世界的网络中是普遍存在的。在这封信中,我们提出了一个增长模型,以创建无标度网络的可调强度(注:$Q$)的社区结构和调查的影响社区强度对集体同步引起的SIRS流行病学过程。利用序参量研究了系统的全局和局部同步性,并给出了相应的有限尺寸标度分析。数值结果表明,在$Q_c\simeq0.835$处发生了从全局同步到去同步的相变,在中等大的$Q$范围内,局部同步被削弱.此外,我们还研究了无标度网络中平均度$<k>$对同步的影响。
2007-01-22 physics.data-an physics.soc-ph
Optimal synchronization on strongly connected directed networks
在本文中,我们构建和分析强连接稀疏有向网络的增强同步倾向(PFS)。考虑了两种类型的PFS增强网络:(i)具有非零复谱部分的特征比最小化系综和(ii)具有实谱但特征比略大于(i)的一类网络。我们涉及到一个强烈的倾斜度分布,双链接的密度和层次化的外围核心组织的优越的PFS。合奏(一)和(二)被发现不同的双链接的密度和特定的组织的核心和外围核心的联系。
2009-11-10 nlin.PS physics.soc-ph