新型二分网络动态演化模型

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自然界和人类社会中存在各种各样的复杂系统。当这些复杂系统中的系统元素被抽象为节点,系统之间的关系或者相互作用被抽象为节点之间连边的时候,复杂系统可以被看作复杂网络。我们的生活几乎是被复杂网络包围的。而二分网络就是这诸多的网络中一类很重要的网络。二分网络是具有两类节点的网络,其中节点之间的连边仅存在于不同类的节点之间。网络演化是当今网络科学研究的一个重要领域。通过网络演化构建网络结构是对网络进行定量研究的基础,这对网络的运行管理、大规模网络行为的理解等方面都是具有重要的意义。   本文主要是通过建立了三个二分网络模型来研究二分网络的性质。首先建立了一个一般的动态演化二分网络模型,并解析计算了这类模型中两类节点的度分布表达式,发现所建立的模型节点的度分布均服从幂率分布,并且他们的幂率指数是可调的。此外我们还利用平均场方法计算了仅通过择优连接生成的网络模型联合度分布,发现该网络模型是渐近不相关的。这一结果与单顶点网络中的结果是不一样的。以上结果我们都通过取定网络的初始参数做了相应地模拟分析,模拟结果与解析结果一致。   在此基础上我们还考虑了网络连接中的局域世界现象并建立了二分网络的类局域世界模型。由于网络中节点的度值是受许多实际因素的制约,因此节点在选择连边时不仅不能从全局中选择而且被连接的节点也根据自身条件决定是否有增加新连边的需要。以此为原则我们在类局域二分网络模型中,首先定义了节点度值的饱和度,它是网络演化时间的函数。通过节点饱和度的限制生成了新节点的局域世界,新节点在其局域世界内以择优的概率来选择连接。这样的局域世界是由于节点饱和度的限制被动生成的,并非由于新节点对于局部信息的了解生成,因此我们又将这样的局域世界称为新节点的类局域世界。通过对度分布的数值模拟我们发现,由于节点饱和度的限制使得在局域世界内的择优连接并没有产生幂率特性,相反节点的度值分布相对均匀。此外,我们还解析的计算了该网络模型的混合系数,发现该网络的同配性与网络平均度和网络初始参数的选择有关。这一结果与我们的模拟结果一致。   此外我们研究了一类简单的二分网络模型,该模型的两类节点分别服从指数分布和幂率分布,通过对该模型度相关性的考察发现此类网络模型为异配网络。
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