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Hierarchical synchronization in complex networks with heterogeneous degrees

已有 5360 次阅读 2009-12-31 12:53 |个人分类:文献阅读|系统分类:科研笔记| complex, networks, synchronization, Rossler

Chaos 16, 015104 (2006) Changsong Zhou and Jurgen Kurths
这是一篇我看到的极出色的文章,所研究的复杂网络上的分层同步(我就直译了)问题对识别网络的拓扑结构具有启发性。PRE80,016116(2009)也正是基于此,明确提出了用来网络探测。在没有看到更早的文献之前,我先当它是利用动力学来探测网络度分布的第一文了。如此说,EPL82,68001(2008)可能要觉得有点冤,因为那里宣称是首次。但在仔细阅读这三文章之后,我还是认为这里闪烁的“原创性”更明亮!

文章的摘要:We study synchronization behavior in networks of coupled chaotic oscillators with heterogeneous connection degrees. Our focus is on regimes away from the complete synchronization state, when the coupling is not strong enough, when the oscillators are under the influence of noise or when the oscillators are nonidentical. We have found a hierarchical organization of the synchronization behavior with respect to the collective dynamics of the network. Oscillators with more connections (hubs) are synchronized more closely by the collective dynamics and constitute the dynamical core of the network. The numerical observation of this hierarchical synchronization is supported with an analysis based on a mean field approximation and the master stability function.

1.在简介里隐约给出了复杂网络的研究对象主要就是指联接,或称为复杂的拓扑结构。而对于结点的研究则是动力学的范围。所以是否可以将我们研究的对象分为这么两层次:复杂系统是第一层、复杂网络与动力系统(微分动力系统)是第二层,这一层是拓扑结构与单一结点动力学。在第二层次上的单独研究都已经开展得很多了,而第一层的研究则包括常见的什么传播动力学、网络同步等。

2.MSF分析的是网络的完全同步(CS),但是网络的最自然状态往往是非完全同步的。在这种情况下,局部群体行为的分析也是十分令人感兴趣的。这对应以往斑图研究中的发达湍流与全局同步运动(规则斑图之一)之间的状态。当然以前斑图研究的也可以说成是简单连接的网络上的动力学研究。

3.“Interestingly, the stability analysis of the CS state can be adopted to provide an understanding of the hierarchical synchronization.”这是在简介结尾时说的一句话,可能是对应II(E)部分的,平均场分析。因为这一部分的分析方法与MSF相似。不同的是normalized耦合强度是结点度的显函数,且由之可知度大的结点耦合强度也大。所以可想而知的是有权连接对所讨论的对象也有很大的影响。

4.文章最后一句“Our present interest is on self-organization of structures and dynamics due to the interplay between them”令人浮想连翩。

5.总体还有个感觉就是工作量很大,做得很细,值得学习。

https://wap.sciencenet.cn/blog-374356-282874.html

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3 陆君安 胡明生 杨秀海

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