基于谱分析的振子网络结构和同步行为研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qdmark
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几年来,国内外科学家在复杂网络领域掀起了研究热潮。在自然界和人类社会中,复杂网络无处不在,它可以真实的反映出现实世界中复杂系统的拓扑结构和统计特性。复杂网络的研究不仅具有学术意义,而且具有重大的应用价值,它为人类了解自然和认识现实世界提供了一种新的方法。随着各学科领域的科研工作者对复杂网络研究的逐渐深入,他们开始探索复杂网络的结构特性与网络动力学行为之间的关系。在网络的动力学研究中,目前倍受关注的是复杂网络上的同步动力学行为研究。本文以Kuramoto相位振子作为网络节点进行网络动力学行为的同步研究。在研究中,结合Kuramoto振子模型,以序参量作为衡量网络同步性能的指标,分析研究了KM振子网络和加权振子网络的同步性能。对复杂振子网络同步的研究,使我们能更好的分析和理解现实中实际网络的同步问题。本文主要内容如下:1、研究了网络的特征谱与网络同步性能之间的关系。首先介绍了复杂网络邻接矩阵和Laplacian矩阵的概念,然后介绍了网络同步的概念及其与特征谱之间的关系,最后从基本的ER随机网络和BA无标度网络模型入手,应用矩阵理论的知识对耦合矩阵进行特征谱分析,研究了均匀网络和非均匀网络的特征谱分布和谱密度的差异性。网络的特征谱分析与谱密度分析,能为研究分析实际网络的拓扑结构特征提供新的方法。2、研究了基本振子网络模型的拓扑结构与其同步能力之间的关系。首先对BA无标度网络采用Kuramoto振子网络进行同步仿真,研究了控制耦合强度对网络同步性能的影响,得出了BA网络实现全局同步的临界耦合强度以及网络中的各个振子在同步过程中的相位演化情况。然后比较研究了ER随机网络、NW小世界网络和BA无标度网络几种不同网络结构下的Kuramoto振子网络的同步性能,研究表明,BA无标度网络中最容易出现部分同步行为,但ER随机网络更容易实现全局同步,NW小世界网络的同步性能在三种网络结构中是最差的。不同的拓扑结构的网络其同步能力不同。3、研究了加权振子网络的同步性能与网络同步能力的改善。首先介绍两种典型的加权网络模型BBV与WANG模型,然后结合Kuramoto振子模型仿真研究了这两种加权振子网络的同步性能。研究表明,由于WANG网络的权重分布均匀及节点强度幂律特性相对较小的拓扑结构特性,其同步能力最好,并且这两种加权网络的同步能力都优于无权的BA无标度网络。最后采用MZK的方法对一般的BA无标度网络进行加权。研究表明,取参数β=-1时,加权后的BA无标度振子网络的同步能力显著增强。
其他文献
本文首先介绍宇宙学的基础知识,宇宙是世界最大的物质,人类诞生不久便开始探索宇宙。宇宙学是从整体的角度来研究宇宙的起源、演化和结构以及超星系团以上结构的学科。在众多宇宙模型中由弗里德曼、罗伯特和沃克等人建立的标准宇宙模型是最重要的宇宙模型。在这种模型中宇宙产生于一次大爆炸,经过一系列复杂的演化,形成了现在的样子。近年来随着科学技术的发展,越来越多的观测数据表明宇宙在加速膨胀。大多数物理学家相信宇宙加
臭蚁亚科Dolichoderinae隶属于膜翅目Hymenoptera蚁科Formicidae,是蚁科中较大的-个亚科,广泛分布于世界各地,主要分布在新热带区和澳洲区。全世界已记载现存臭蚁亚科种类共28属,822种(亚种)。到目前为止,中国已记载8属40余种。关于臭蚁亚科属级分类一直存在许多争议,目前国内在臭蚁亚科分子系统学方面的研究尚属空白。本研究应用分子生物学方法,采用PCR扩增,测定了臭蚁亚
当前,强子物理的研究领域主要包括强子间的强相互作用、强子的性质及其内部结构。量子色动力学(QCD)是描写强相互作用的基本理论。但由于QCD在小动量尺度具有非微扰性质,对低能区的强子物理研究只能借助于各种模型理论或近似方法来处理非微扰QCD效应。手征幺正法作为一种低能有效场论方法,在解释低能介子-介子散射实验数据方面获得了很大的成功。近年来,实验上观测到不少疑似奇特强子态的粒子,其中有一些含有粲夸克
鳄蜥(Shinisaurus crocodilurus)是古老的濒危物种,并已被列入“濒危物种贸易公约”附录Ⅱ。由于偷猎和栖息地的恶化,鳄蜥的种群数量急剧下降,不足一千只。鳄蜥主要分布在中国的广西广东两省区和越南,均为地理隔离种群,对鳄蜥进行保护和研究迫在眉睫。微卫星是种群遗传学研究的一个理想工具,可应用于种群多样性、交配模式、亲缘关系等科学研究。为此,在鳄蜥相关遗传研究相对很少的情况下,我们筛选
单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy)属于木兰科(Magnoliaceae)单性木兰属(Kmeria (Pierre)Dandy),为我国特有物种,在《中国物种红色名录》中被定为濒危种。现已知的单性木兰分布区有广西北部(罗城、环江)、贵州东南部(荔波)和云南东南部(麻栗坡、马关)。单性木兰雌雄异株,在原始木兰科植物中极为少见,进化地位比较特殊,对研究木兰科分类系统的演
激发介质中的非线性波是非线性科学研究的热点之一。人们对激发介质的研究主要借助其中的非线性波来进行。激发介质中典型的非线性波包括行波、靶波和螺旋波。人们对激发介质的研究已经持续了多年,其应用领域涉及到医学,表面科学等。本文采用Greenberg-Hasting元胞自动机模型(G-H模型)对激发介质中的非线性波进行了研究。主要工作如下:1、在Markus M, Hess B等人的工作基础上提出了考虑元
鳜类隶属于鲈形目,为东亚特有的淡水鱼类,主要分布在中国,韩国,日本和朝鲜。以分子生物学为基础的研究手段逐渐成为研究物种研究生物的系统进化关系,物种多样性和物种形成机制的主要手段。线粒体DNA缺乏组蛋白保护和完善的自我修复系统,又靠近内膜呼吸链,极易受环境影响,进化速率快,是研究物种起源于进化的有力工具。本论文通过克隆了3种鳜类鱼类(翘嘴鳜Siniperca chuatsi、大眼鳜Siniperca
蚂蚁为典型的真社会性昆虫,隶属昆虫纲Isecta膜翅目Hymenoptera蚁科Formicidae,是生物多样性重要组成部分之一。蚁亚科种类繁多,在陆地生态系统中占据着重要地位,但大多数研究均集中于生态和社会生物学方面的研究,而对于系统发育的研究是相当少,只有Wheeler、Emery、Wheeler&Wheeler、Agosti、Bolton等前人通过对蚁蛹、工蚁和繁殖蚁的形态特征比较分析研究
本体的保守扩充问题是数理逻辑中的一个重要问题,本体的扩充是否保守直接对应着扩充前后是否推理一致.因而若扩充是不保守的,则扩充前后在逻辑推论上就会产生不一致,就会导致用户使用该扩充后的本体获取知识时得到错误的结论.描述逻辑是一簇知识表示的语言,其以结构化,形式化的方法来表示特定应用领域的知识.本文研究在描述逻辑FL0语言下的保守扩充问题.在文中给出了FL0的推理机制G,并以此建立了FL0的形式模型M
量子力学是现代物理的支柱之一,大量实验已经极为精确地证明了这一理论并且许多现代科技应用基于这一理论发展起来。然而,自量子力学诞生至今一个多世纪以来,人们发现这一理论的一些基础仍然存在一些未能满意解决的问题。1935年,Einstein. Podolsky和Rosen (EPR)发表了一篇论文,对量子力学的完备性提出质疑,他们坚持相对论定域性原则:任何能量和信息不可能以超光速传递,类空分离体系之间不