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复杂网络的分析已经方法广泛应用于各个学科领域。许多自然或人造系统都可以通过形形色色的网络加以描述。一个典型的网络由若干节点及节点间相互连接的边构成。其中节点代表真实系统中不同的个体,而边则用来表示个体间的相互作用与联系。考虑网络时,通常只关心节点之间有没有边相连,至于节点到底在什么位置,边是长是短,是弯曲还是平直,有无相交等都是次要的。在此,将网络不依赖于节点的具体位置和边的具体形态就能表现出来的性质叫做网络的拓扑性质,相应的结构叫做网络的拓扑结构。本文主要就复杂网络的模型,及模型拓扑结构的变化对其自组织临界行为的影响进行研究。
目前许多文献所述工作主要针对无权网络,无权网络仅能给出节点间相互作用存在与否的定性描述。但很多时候,节点间的关系或相互作用的强度起至关重要的作用。因此,研究加权网络十分必要。加权网络通过给边赋予权重,为刻画系统性质提供了一个新维度,调整权重也为优化网络的性质及功能提供了新手段。另一方面,加速增长型网络在社会、生物等真实网络中广泛存在。在这些随时间演化的真实网络中,网络规模随时间的增长可以由连接节点的边数量上的变化来标志。此时,边数的增长同网络中节点数的增长不再线性相关。综合以上两点,本文首先研究了两类考虑非线性增长因素的加权演化网络模型。通过引入权重驱动、内部选择性连接这两种演化机制、点强度优先和扶贫这两种选点规则以及边的加速增长模式,我们提出了相应的平凡加速增长(CAG)模型与扶贫(PA)模型。CAG模型的点强度分布P(s)为幂律形式,并且幂律指数γ的值依赖于参量θ,β的选取。特别是,在θ<β,θ=β,θ>β这三个不同的取值范围内,γ有不同的变化趋势。PA模型的点强度分布P(s)可以呈现出从幂律分布到泊松分布的转变。通过数值模拟,分析了参量取值的变化对PA模型的影响。同时,对两个模型的聚类系数、平均路径长度与直径、匹配系数这三个最重要的结构性质进行了必要的对比。
原初的OFC地震模型是建立在二维规则格子上的,其拓扑结构各向同性,站在格子内部任意一个格点观察四周不会发现有任何差异。但是,由于地震结构的非均匀性,地壳中真实发生的地震显然不会以如此理想的方式发生,真实的地震系统实际上是各向异性的。因此,为研究地震现象而抽象出的地震模型自然也需要考结构上的异质性因素。由于CAG模型和PA模型的拓扑结构具有很强的非对称性,因此,我们研究了这两个加权演化网络模型拓扑结构的变化对其地震行为的影响。由于所选择的这两类模型的规模不可能无限大,为分析规模有限的系统,采用了有限尺度分析的方法来考察其有限尺度效应。