Explosive synchronization in phase-frustrated multiplex networks
研究了自适应耦合相位抑制双层复用网络中的一阶跃迁(爆炸同步)现象。我们认为坂口仓本(SK)的动态复用网络的顶部,我们建立ES可以出现在一个多路复用网络的所有层,即使当层之一可能不会表现出ES在没有层间连接。我们清楚地确定了区域的参数空间,其中的多重性战胜挫折参数和网络结构的出现ES。基于相干态周围的平均场分析和非相干态周围的微扰方法,我们解析地导出了复用网络各层及其单层对应层的同步跃迁点(后向和前向),与数值结果吻合较好。
2018-10-30 nlin.AO nlin.CD
Intralayer and interlayer synchronization in multiplex network with higher-order interactions
复杂系统的最新发展已经证明,许多真实世界的场景,成功地表示为网络并不总是限于二进制的相互作用,但往往包括更高阶的节点之间的相互作用。这些超越成对交互优选地由超图建模,其中超边表示一组节点之间的高阶交互。在这项工作中,我们考虑了一个多路复用网络的层内连接表示的超图,称为多路复用超图。超图是通过将无标度网络的最大团映射到适当大小的超边来构造的。我们研究了这种多重结构的层内和层间同步。我们的研究揭示了当考虑高阶结构时,尽管只有成对连接,层内同步明显增强。利用主稳定性函数方法得到了同步态稳定的必要条件,与数值结果完全一致。我们还探讨了层间同步的鲁棒性,发现对于多体相互作用的多重网络,层间同步比成对相互作用的多重网络更持久。
2022-03-15 nlin.AO nlin.CD physics.soc-ph
Master stability functions for complete, intra-layer and inter-layer synchronization in multiplex networks
同步现象是跨学科的广泛兴趣和越来越多的兴趣在一个多路复用的网络设置。在这里,我们展示了如何主稳定性函数,一个著名的框架,用于分析一个单一的网络上的同步,可以扩展到某些类的多路复用网络与不同的层内和层间耦合功能。我们推导了三个主稳定性方程,分别确定了完全同步,层内同步和层间同步的必要区域。我们计算这三个区域明确的情况下,一个双层网络的R{<$}ssler振荡器,并表明,重叠的区域确定的同步实现的类型。特别地,如果层间或层内耦合函数使得层间或层内同步区域为空,则无论耦合强度如何都不能实现完全同步。此外,对于任何给定的节点动力学和网络结构,层内和层间同步的发生主要取决于层内和跨层节点的耦合功能,分别。我们的数学分析要求层内和层间的超拉普拉斯算子是可交换的。但我们表明,这只是一个充分的,而不是必要的条件,结果可以更普遍地应用。
2017-11-26 nlin.CD physics.soc-ph
Inter-layer adaptation induced explosive synchronization in multiplex networks
在多层网络中,相互连接的振子之间的层内自适应耦合会引发爆炸同步。在目前的工作中采取一个完全不同的线索,我们认为层间自适应耦合在一个多路复用网络的相位振荡器,并表明该计划引起ES与相关的滞后,而不管网络架构的各个层。滞后由层间耦合强度和镜像节点之间的频率失配决定。我们提供了严格的平均场分析处理的全球一致性的措施,并表明他们是在一个很好的匹配与各自的数值评估。此外,分析预测提供了一个完整的洞察自适应复用如何抑制形成一个巨大的集群,最终诞生ES。这项研究将有助于突出的作用,多路复用的ES在现实世界中的多层体系结构为代表的系统的出现。特别地,其与对层内耦合强度的改变具有限制的那些系统相关。
2019-10-23 nlin.AO nlin.CD
Explosive synchronization in multiplex neuron-glial networks
本研究揭示多层网络中爆炸性同步的丰富现象,仅需一个带高阶耦合的随机稀疏层即可触发,对神经元-胶质网络动力学有重要意义。
2023-11-16 nlin.CD q-bio.NC
Synchronization analysis of high order layered complex networks
本文提出高阶分层复杂网络,分析其同步条件,并建立同步、个体耦合矩阵及未耦合系统内在函数间的关系,统一涵盖单层与多重网络。
2023-06-03 nlin.CD
Stability analysis of intralayer synchronization in time-varying multilayer networks with generic coupling functions
广义网络结构上同步模式的稳定性分析是当前研究的一个重要课题。在这篇文章中,我们仔细检查的层内同步状态的稳定性的时间多层超网络中,每一个动态单元在一个层与其他通信通过各种独立的时变连接机制。这里,层内和层之间的动态单元可以通过任意通用耦合函数互连。我们表明,层内同步状态存在作为一个不变的解决方案。利用快速切换稳定性判据,我们从关联的时均网络结构出发,导出了相干态稳定的条件,并在某些情况下,实现了横向子空间的最优分离。利用耦合矩阵的同时块对角化,在不考虑时均网络结构的情况下,得到了同步稳定性条件。最后,我们通过一系列的数值模拟合成和现实世界的神经网络系统验证我们的分析得出的结果。
2022-03-15 nlin.CD
Emergence of synchronization in multiplex networks of mobile Rössler oscillators
在过去的几十年里,耦合振子动力学网络中出现的同步的不同方面已经得到了显著的研究。然而,很少有人注意到这种迫切的集体现象的出现在网络中显示的连接模式的时间变化。然而,有许多实际例子表明,由于地理位置接近,只有在某些时间点才有互动。在这项工作中,我们专注于探索层间和层内同步状态的出现在一个多路复用的动态网络,包括层具有移动节点执行随机行走。我们彻底说明了网络参数的影响,特别是视觉范围$ϕ$和步长$u$连同层间和层内耦合强度$ε$和$k$对这些同步状态中产生的耦合罗斯勒系统。所给出的数值结果是非常好的验证解析推导出的同步状态的出现和稳定的必要条件。此外,研究了同步状态在结构和动力学扰动下的鲁棒性。我们发现有趣的结果层间同步的连续删除的层间链接,以及逐步创建的静态节点。我们表明,负责层内运动的节点的流动性参数,可以检索层间同步下,这样的结构扰动。为了进一步分析层间同步对动力学扰动的生存能力,我们继续通过单节点盆地稳定性的调查,其中再次层内流动性属性有显着的影响。我们还讨论了方案主要涉及的流动性参数的影响,在整个网络的渗流。
2018-06-26 nlin.AO nlin.CD
Weak multiplexing in neural networks: Switching between chimera and solitary states
我们调查的时空模式发生在振荡FitzHugh-Nagumo神经元,其中每一层是由一个非局部耦合环表示的两层多路复用网络。我们表明,弱复用,即,当层之间的耦合小于层内的耦合时,可以对神经网络的动态特性具有显著影响。我们开发的控制策略的基础上弱复用和演示如何在一个层中所需的状态可以实现不操纵其参数,但只有通过调整其他层。我们发现,对于耦合范围失配弱复用导致嵌合态的外观与不同形状的平均速度轮廓的参数范围内,他们不存在隔离。此外,我们表明,引入层之间的耦合强度失配可以抑制嵌合体状态与一个非相干域(单头嵌合体),并诱导各种其他制度,如同步或双头嵌合体。有趣的是,小的层内耦合强度失配允许在整个网络中实现孤立态。
2018-09-19 nlin.CD
Collective phenomena emerging from the interactions between dynamical processes in multiplex networks
我们引入了一个框架,interactionary动态过程的不同性质,每个有自己独特的网络拓扑结构,使用多层网络的方法。作为一个例子的集体现象出现的多个动态过程的相互作用,我们研究了一个模型,其中神经动力学和营养物质的运输是双向耦合的方式,在一个层的运输过程的分配取决于在其他层的同步程度,反之亦然。我们数值计算,我们证明分析,多层耦合诱导自发爆炸同步和分配的异质分布,否则不存在于两个系统分别考虑。我们的框架可以找到其他情况下,两个或两个以上的动态过程,如同步,意见形成,信息扩散,或疾病传播,相互作用的应用。
2017-03-08 math.DS nlin.AO nlin.CD
Maintaining extensivity in evolutionary multiplex networks
在本文中,我们探讨了网络拓扑结构的作用,保持广泛的性质的熵。我们研究分析和数值拓扑结构如何有助于保持扩展性的熵在复用网络,即网络的子网络(层),通过的总和的正李雅普诺夫指数,$H_{KS}$,一个数量相关的熵。我们发现,扩展性不仅依赖于与内部(短程)和内部(长程)相互作用相关的动力学耦合强度之间的相互作用,而且还依赖于层节点的内部度的总和。对于分析处理网络的大小$N$,在其他几个结果中,我们表明,如果内度的总和(和间度的总和)规模为$N^{θ+1},\;θ>0$,扩展性可以保持,如果内耦合(和相互耦合)的强度规模为$N^{-θ}$,当进化是由最大化的$H_{KS}$。然后,我们验证我们的分析结果进行数值模拟,在多路复用网络形成的电和化学耦合的神经元。
2017-04-14 nlin.CD physics.soc-ph
Counterpart synchronization of duplex networks with delayed nodes and noise perturbation
在现实世界中,许多复杂系统不是由单个网络表示,而是由相互依赖的网络集合表示。在这些特定网络中,一个网络中的节点与其他网络中的节点相互交互。本文重点介绍了一个简单的代表性的情况下,两层网络(所谓的双工网络)与单向层间耦合。也就是说,一个网络中的每个节点都依赖于另一个网络中的对应节点。因此,前一个网络称为响应层,后一个网络称为驱动层。具体而言,在驱动层中的每个节点之间的同步和它的对应在响应层(对应同步,或CS)这类双工网络的延迟节点和噪声扰动进行了研究。基于LaSalle型不变性原理,提出了一种控制技术,并给出了实现双工网络对等同步的充分条件。此外,两个推论作为特例导出。此外,每一层内的节点动态可以是各种各样的,并且两层的拓扑不一定相同。因此,所提出的同步方法可以应用于广泛的复用网络。数值例子说明了结果的可行性和有效性。
2015-07-28 nlin.CD
Inter-layer synchronization in non-identical multi-layer networks
层间同步是由相同节点组成的多层网络中的一种动态现象。该状态对应于使所有层同步,其中每个层中的节点不一定一致地演进。到目前为止,这种解决方案的研究已被限制在所有层具有相同的连接结构的情况下。当层不相同时,层间同步状态不再是系统的稳定解。然而,当层仅在几个链路中不同时,近似处理仍然是可行的,并且允许收集关于系统是否以及如何在层间同步配置周围徘徊的信息。我们报告的细节的近似分析处理的两层多重,这导致在引入一个额外的惯性项占结构差异。数值验证的预测突出了我们的方法的有用性,特别是对于小或中等的拓扑结构的层内耦合的差异。此外,我们确定了一个非平凡之间的关系缺失的链接和层内耦合强度的介数中心。最后,通过使用两个多路复用的相同层的电子电路在一个混乱的制度,我们研究了层间同步的损失作为删除链接的介数中心的函数。
2016-10-05 nlin.AO nlin.CD
Recovery of synchronized oscillations on multiplex networks by tuning dynamical time scales
针对复杂系统异质性导致的部分同步或振荡抑制问题,提出调节层间动力学时间尺度的方法,在双层及三层多路复用网络中恢复了同步振荡,并分析了转变机制与相关参数的作用。
2024-08-20 nlin.AO nlin.CD
Global synchronization of bursting neurons in clustered networks
我们研究了簇状网络上爆发神经元的集体动力学。聚类网络由子网络组成,每个子网络呈现小世界属性,并且在给定的子网络中,每个神经元都有概率连接到其他子网络。我们给出了临界耦合强度的界限,以获得全球突发同步的网络结构,即,群集内和群集间概率连接。由于网络中的异构性降低,网络全局同步得到改善。我们表明,过渡到全球同步可能是突然或顺利的,这取决于集群间的概率。
2010-12-20 nlin.CD
Cluster synchronization in networks of coupled non-identical dynamical systems
本文研究了耦合非恒等动力系统网络中的簇同步问题。同一簇中的顶点具有相同的非耦合节点系统动力学特性,但不同簇中的非耦合节点系统动力学特性不同。我们提出了保证集群同步的条件,并研究集群同步和无权图拓扑之间的关系。我们指出,两个条件起着关键作用的集群同步:共同的集群间的耦合条件和集群内的通信。从后者出发,我们解释了两个著名的集群同步方案:自组织和驱动,通过通信路径的边缘是在簇间还是簇内。通过这种方式,我们分类集群根据是否设置的边缘之间或集群内的边缘是可移动的,如果想要保持在同一集群中的顶点对之间的通信。此外,我们提出了自适应反馈算法的基础图的权重,它可以同步任何双向网络满足上述两个条件。我们还给出了几个数值例子来说明理论结果。
2009-12-12 math.CA math.DS nlin.CD
Modeling the Intercelular Exchange of Signalling Molecules depending on Intra- and Inter-Cellular Environmental Parameters
生化物质的交换是细菌细胞间建立通讯的重要途径。值得注意的是,该过程的所有阶段都受到内部或外部参数扰动的严重影响。因此,为了开发细菌细胞之间物质交换的准确定量模型,我们感兴趣的是该过程的基本形状的形式化,并创建适当的策略,以便进一步研究同步化。利用耦合差分Logistic方程的形式,用非线性动力学方法研究了抽象细胞间物质交换的同步性及其对环境参数波动的敏感性。
2010-08-17 nlin.CD q-bio.CB
Improved Finite-Time Lyapunov Exponent framework for Comprehensive Synchronization Analysis in Multilayer Networks
H.H. The Rajah’s College(H.H. 拉贾学院);Bharathidasan University(巴拉蒂达桑大学)
提出改进的有限时间李雅普诺夫指数(IFTLE)框架,用于多层网络在自适应耦合下的综合同步分析,并通过三层混沌Rössler振荡器网络验证其有效性。
2026-10-01 nlin.CD
Self-organized and driven phase synchronization in coupled maps
研究了不同网络上耦合映射的相位同步和团簇形成。我们确定了两种不同的团簇形成机制;(a){ \it自组织}相位同步,导致集群与占主导地位的集群内耦合和(b){ \it驱动}相位同步,导致集群与占主导地位的集群间耦合。在新的驱动同步中,一个簇的节点由其他簇的节点驱动。我们还讨论了两个和三个节点的小网络这两种机制的动力学起源。
2003-04-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Synchronization of Coupled Chaotic Dynamics on Networks
我们回顾了一些最近的工作在各种网络上的耦合动力系统的同步。当节点显示同步行为时,可以观察到两个有趣的现象。首先,有一些浮动类型的节点在连接到一些集群和独立进化之间表现出间歇性行为。其次,可以识别两种不同的团簇形成方式,即主要具有团簇内耦合的自组织团簇和主要具有团簇间耦合的驱动团簇。
2005-10-04 nlin.AO nlin.CD
Taming Chimeras in Networks through Multiplexing Delays
嵌合体是指相干态和非相干态共存的现象,由于其特殊的性质,传统上很难控制。在这里,我们提供了一个配方,在多路复用网络中构建嵌合态的多路复用延迟的援助。多路复用网络中的嵌合状态是通过在一个序列中的一部分层间链路中引入异构延迟(称为多路复用延迟)而产生的。此外,在嵌合体状态中的非相干的出现可以通过适当地选择层间和层内耦合强度来调节,而非相干机制的程度和位置可以通过适当地放置和复用延迟的{强度}来调节。所提出的技术,以构建这样的{工程}嵌合体,我们配备了多重网络的结构参数作为工具,在获得定性和定量控制的嵌合体状态的非相干部分,反过来,嵌合体。我们的研究对于控制多阶时滞系统的动力学行为和获得所需的嵌合模式具有一定的参考价值。
2019-08-04 nlin.AO nlin.CD
Hierarchical Synchronization and Distortion Scaling in Social Media Networks: A Fractal-Like Topology Theory
School of Information Science and Technology, Fudan University(复旦大学信息科学与技术学院);School of Physics and Electronic Science, East China Normal University(华东师范大学物理与电子科学学院)
本文提出一种分形启发的分层网络模型,研究社交媒体中信息失真与同步机制,通过模拟和实证验证,揭示噪声累积对意见传播的影响及拓扑结构对治理的启示。
2026-10-06 nlin.CD physics.soc-ph
Phase Synchronization on Spacially Embeded Duplex Networks with Total Cost Constraint
在过去的几年里,复用网络上的同步问题引起了越来越多的关注。本文研究了Li等人提出的具有总费用约束的单层和双层空间网络中Kuramoto振子的集体行为。[Li G.,雷斯湾D、莫雷拉河一、Havlin S.斯坦利·H E. Jr A。J.,{ \it Phys. Rev. Lett.} 104,018701(2010)],并且之后被称为Li网络。在Li网络模型中,随着Li网络空间指数的增大,网络结构将从随机型向小世界型过渡,最后向规则格型过渡,我们首先研究了空间指数对单层Li网络上仓本振子同步性的影响,发现Li网络越接近规则格型,越难演化成同步.然后,我们研究了双工Li网络的同步性,发现层间相互作用的存在可以极大地提高层间和全局的同步性。当层间耦合强度大于某个临界值时,无论层内耦合强度如何,层间同步都将发生。此外,在单层Li网络上,度较大的节点更容易达到全局同步,而在双工Li网络上,这种现象变得不那么明显。最后,我们研究了链路密度对全局同步的影响,得到了稀疏链路和密集链路一样可以导致双工Li网络全局同步的出现.总代价受限的双工空间网络,层间交互对网络的可同步性起着至关重要的作用。
2017-11-10 nlin.CD physics.soc-ph
Stochastic Synchronization of Genetic Oscillator Networks
遗传振荡器之间的同步性研究对于理解生物体在分子和细胞水平上的节律现象是必不可少的。由于细胞内和细胞间的自然随机波动,遗传网络本质上是嘈杂的。因此,研究噪声扰动对遗传振子同步动力学的影响具有重要意义。从合成生物学的观点来看,实现最小化扰动的负面影响的生物系统也很重要。本文基于系统生物学方法,给出了随机扰动下遗传振子同步的一般理论结果。基于控制理论中的Lur 'e系统方法,利用许多遗传振子模型的特殊性质,给出了耦合遗传振子随机同步的一个易于验证的充分条件.文中还提出了减小噪声影响的设计原则。为了证明我们的理论结果的有效性,人口的耦合represillators作为一个数值例子。综上所述,我们提出了一个有效的理论方法来分析的基因振荡器网络的同步,这是有助于理解和测试的同步现象在生物有机体。此外,所得结果对一般振子网络也是适用的.
2007-02-11 cond-mat.dis-nn nlin.CD q-bio.MN