SIS model of disease extinction on heterogeneous directed population networks
了解疾病通过复杂网络的传播是非常感兴趣的,其中现实的,异质的接触模式在传播中起着至关重要的作用。大多数作品都集中在平均场行为-量化接触模式如何影响网络中(Meta)稳定地方病状态的出现和稳定性。另一方面,更长的时间尺度的动态,如疾病灭绝,其中固有的过程随机性和接触异质性相互作用,产生大的波动,导致感染的自发清除知之甚少。在这里,我们表明,在易感性和传染性(传入和传出的程度,分别)的异质性有一个非平凡的影响灭绝的有向接触网络,加快和减慢灭绝率取决于网络中的相对比例,这样的边缘,以及是否在传入和传出的程度的异质性是相关的或相关的。特别是,我们发现,弱的异质性相关的疾病的稳定性,而强的异质性相关和异质性相关的异质网络产生显着不同的结果。所有的分析结果通过各种数值方案,包括网络蒙特卡罗模拟证实。
2022-11-05 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph q-bio.PE
Extinction statistics in N random interacting species
研究了一类具有高斯乘性噪声的N种群Lotka-Volterra随机相互作用系统.调查的重点是这种外部噪声的作用到人口的灭绝时间的统计特性。对于每个研究的噪声强度值,分布显示出高斯形状。平均消光时间作为噪声强度的函数的单调行为被发现,而消光时间概率分布的宽度的非单调行为的动力学演化的特征。
2008-10-05 cond-mat.stat-mech
Random walks and branching processes in correlated Gaussian environment
本文研究了相关高斯随机环境中随机游动的持久性概率,Oshanin,Rosso和Schehr首先研究了这一问题.从持久性的结果,我们可以推出的后代大小几何分布的相关随机参数的临界分支过程的性质。更准确地说,我们得到的尾部分布的总总体规模,其最大人口,其消亡时的估计。
2016-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Extinction transition on diffusive substrate: a different universality class?
研究了具有扩散关联的一维非均匀衬底上的消光跃迁。扩散相关的异质性示出影响的过渡点的位置,作为反应物适应波动的环境。在转变点处,密度像$t^{-0.159}$那样衰减,正如定向渗流理论所预测的那样。然而,标度函数描述的行为远离过渡显示显着偏离DP的预测,它建议,因此,该系统的非过渡行为是由本地适应青睐的地区。
2008-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work fluctuations for a Brownian particle driven by a correlated external random force
本文研究了布朗粒子在关联随机外力作用下的欠阻尼运动。该力由Ornstein-Uhlenbeck过程建模。研究了定态布朗粒子在一定时间内受外力作用所作功的涨落。我们计算的大偏差函数以及完成的工作的概率密度函数的完整渐近形式。我们还讨论了该系统的大偏差函数的对称性。最后,我们进行了数值模拟,他们是在一个非常好的协议与解析结果。
2014-07-23 cond-mat.stat-mech
Generalization of escape rate from a metastable state driven by external cross-correlated noise processes
我们提出了一维外部驱动关联噪声过程从亚稳态逃逸率的推广。除了内部的非马尔可夫热涨落,外部相关噪声过程,我们认为是高斯,平稳的性质,是Ornstein-Uhlenbeck型。基于有限记忆有效噪声过程的Fokker-Planck描述,导出了在中阻尼极限到大阻尼极限下亚稳态的广义逃逸率,并研究了关联度对逃逸率的影响.理论表达式与数值模拟的比较给出了一个令人满意的协议,并表明,通过增加外部噪声相关的程度,可以提高逃逸率通过修整的有效噪声强度。
2007-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial evolutionary prisoner's dilemma game with three strategies and external constraints
相互合作的出现研究在空间上扩展的进化囚徒困境的游戏中,玩家位于三维d=1,2,3的立方格子的网站。每个玩家可以选择三种策略之一:合作(C),背叛(D)或针锋相对(T)。在进化过程中,随机选择的参与者采用他们的邻居策略之一,如果选择的邻居有更高的回报。Morover,一个外部约束施加的球员总是合作的概率p。稳态相图计算使用广义平均场近似和蒙特卡罗模拟。非平衡二级相变与灭绝的一种可能的策略被发现和相应的临界指数属于定向渗流普适类。它表明,迫使外部的合作并不总是产生预期的结果。
2000-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Microscopic realization of cross-correlated noise processes
我们提出了一个微观理论的互相关噪声过程,从一个哈密顿系统水库的描述。在所提出的模型中,系统是非线性耦合到谐振子组成的水库,这反过来又是由外部波动力驱动。我们表明,从复合系统(系统+水库+外部调制)得到的Langevin方程包含互相关噪声过程的基本特征。
2010-05-31 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Survival behavior in the cyclic Lotka-Volterra model with a randomly switching reaction rate
研究了随机切换的繁殖-捕食率对非空间循环洛特卡-沃尔泰拉模型生存行为的影响,该模型又称零和石头剪刀布博弈,用于比喻三个物种之间的循环竞争.在大而有限的种群中,人口波动(内部噪声)会在有限的时间内使两个物种灭绝,而繁殖-捕食率最小的物种最有可能成为幸存者(“弱者法则”)。在这里,我们的模型环境(外部)噪声,假设在给定的静态环境中的“最强的物种”(最快的复制/捕食)的复制捕食率随机切换两个值之间对应的更多和更少的有利的外部条件。我们研究了环境噪声和人口噪声对物种生存概率和平均灭绝时间的联合影响。特别是,我们调查的生存概率是否遵循法律的最弱的,并分析其依赖于外部噪声强度和开关率。值得注意的是,当平均而言,有一个有限数量的开关灭绝之前,捕食者的物种的反应速率开关的生存概率通常随外部噪声强度非单调变化(最佳生存约一个临界噪声强度)。我们还概述了所有的反应速率切换在显着不同的时间尺度的情况下的关系。
2018-02-27 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Nonequilibrium dynamic transition in a kinetic Ising model driven by both deterministic modulation and correlated stochastic noises
本文报道了在确定性外场和随机相互关联噪声共同作用下,动力学伊辛自旋系统(ISS)中出现的非平衡动力学相变(NDPT).研究了含时Ginzburg-Landau随机微分方程,该方程包含振荡调制和相关的乘性和加性白噪声,并基于驱动场的平均周期方法给出了相应Fokker-Planck方程的数值解.关联白噪声和确定性调制在动力学ISS中诱导了一种类似于趋势随机共振的动态无序-破序,并且在乘性和加性噪声强度变化时,观察到动态无序和有序相之间的重入转变。定量地研究了动态序参量Q与加性噪声A和乘性噪声M的强度、两种噪声之间的相关系数lmda以及外加场的幅值h的关系,并形象地表示出来。简要讨论了在外力和相关噪声驱动下的动力学ISS中NDPT的基本机制。关键词:伊辛自旋系统,非平衡动态相变,随机共振,关联噪声,TDGL模型。PACS:75.10.Hk,64.60.Ht,05.10.Gg,76.20.+ Q
2006-01-10 cond-mat.stat-mech
Multiplicative cross-correlated noise induced escape rate from a metastable state
我们提出了一个分析框架来研究两个外部乘性互相关噪声过程影响下的亚稳态逃逸率。本文从具有乘性噪声过程的唯象定态Langevin描述出发,研究了由两个相互关联的高斯定态δ关联噪声过程驱动的一维非平衡开放系统的激活速率过程的Kramers理论。基于相空间中的Fokker-Planck描述,我们导出了在中到大摩擦极限下亚稳态的逃逸率,研究了关联度对逃逸率的影响。通过采用数值模拟在外部互相关的加性和乘性噪声的存在下,我们检查我们的分析形式主义的有效性恒定耗散,这表明了一个令人满意的协议,这两种方法的具体选择的噪声过程。从理论推导和数值模拟结果可以看出,通过增加外部波动的相关程度,可以提高速率。
2008-02-27 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Schramm-Loewner evolution and perimeter of percolation clusters of correlated random landscapes
许多物理景观的特点是由Hurst指数H量化的长距离高度高度相关性的事实的动机,我们调查的统计特性的相关表面的Schramm-Loewner演化(SLE)的框架内的等高度线。数值计算表明,在连续极限下,H在-1和0之间的相关曲面的外周边在统计上等价于SLE曲线。我们的研究结果表明,外周长也保留了马尔可夫性质,证实了时间相关性的驱动函数的情况下,后者是高斯分布的任何特定的时间。我们还确认,对于所有H的方差的缠绕角的大小增长的几何。
2017-12-08 cond-mat.stat-mech
Moment equations in a Lotka-Volterra extended system with time correlated noise
研究了一类空间扩展的两种群竞争Lotka-Volterra系统,系统中存在两个相关噪声源:(i)外部乘性时间相关噪声,它模拟了系统与环境之间的相互作用;(ii)二分随机过程,其跳跃率是周期函数,代表了种群间的相互作用参数.在高斯近似下,采用平均场方法导出了粒子密度的矩方程。在这种形式主义,我们研究的外部时间相关的噪声对生态系统动力学的影响。我们发现$1^{st}$阶矩的时间行为与乘性噪声源无关。然而,$2^{nd}$阶矩的行为受到乘性噪声的强度和相关时间的强烈影响。最后,我们比较了我们的结果与研究系统动力学的耦合映象格子模型。
2006-11-14 cond-mat.stat-mech
Catastrophic regime shifts in model ecological communities are true phase transitions
生态系统往往会因外部环境的逐渐变化而发生突然的制度变迁。这些转变在理论上被理解为生态系统对外部条件平稳变化的动态响应的替代稳定状态之间的状态转换。生态系统模型在生态系统的宏观动力学中引入非线性,导致不同的稳定吸引子,在这些吸引子之间发生转移。在这里,我们提出了一个灾难性的政权转移的另一种解释的基础上,最近的一个模型,图片生态社区作为系统的连续波动,根据一定的过渡概率,不同的微观状态之间的相空间的可行社区。我们引入了一个自发的消光率,占外部条件的逐渐变化,并在此控制参数的变化,系统经历了一个政权转变与以前报道的那些类似的功能。根据我们的微观观点,我们恢复在以前的理论和实证工作(异常方差,滞后周期,营养级联)中获得的主要结果。该模型预测,在过渡附近的营养级从底部到顶部的物种逐渐损失。但更重要的是,跃迁概率矩阵的谱分析使我们能够严格地确定,我们正在观察的指纹,在一个有限大小的系统中,一个真正的相变驱动的背景反射。
2010-09-07 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Scaling of population resilience with dispersal length and habitat size
环境波动可能会造成人口枯竭地区,甚至是人口灭绝地区。这种影响在Allee效应(在低人口密度下增长率下降)的存在下更为严重。栖息地内的扩散提供了对人口枯竭地区的拯救作用,增强了人口对环境波动的适应能力。栖息地的减少降低了扩散救援机制的有效性。我们在这里报告如何人口弹性环境波动时,分散长度或栖息地的大小减少。恢复力降低的特征是环境波动的灭绝阈值降低。灭绝阈值与扩散长度和环境同步尺度之比成比例,即,非环境相关区域之间的分散联系提供了对环境波动的复原力。当栖息地大小接近或小于特征扩散距离时,栖息地减少也会降低对环境波动的弹性。这些缩放行为的幂律的特点在这里。替代尺度函数与空间尺度的人口同步性被发现适合的模拟较差。这些结果支持扩散长度作为生境减少导致物种灭绝的临界尺度。
2021-11-16 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Colored Correlated Noises in Growth Model of Tumor
由外界因素诱导的随机共振被认为是研究肿瘤复杂动力学的一种有效方法。将周围环境和治疗对肿瘤生长的影响视为加性和乘性噪声,建立了肿瘤生长模型。通过这两种噪声的相关性来反映肿瘤对治疗的适应性。推导了Fokker-Plank方程,研究了不同条件下肿瘤细胞的概率分布函数和平均数。肿瘤细胞的平均数目可以通过噪声的相关性和强度来控制。
2017-07-15 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.CB