扩展HK网络结构与同步能力的研究

王丹; 井元伟; 郝彬彬

doi:10.7498/aps.61.220511

摘要

研究两种高聚类系数无标度网络演化机理对网络同步能力的影响.首先, 以Holme和Kim(HK)模型为基础, 提出了度分布和聚类系数均可调的扩展HK模型(EHK模型). 扩展HK模型将HK模型中的三角结构扩展到了旧节点之间, 解决了HK模型边的演化只存在新旧节点之间以及每个时间步加入网络节点的边数固定的不足. 其次, 研究了三角结构演化机理对网络同步能力的影响.最后, 仿真研究发现三角结构的演化机理降低了两类无权网络的同步能力.

关键词:

Abstract

The relations between two highly clustered scale-free network evolution mechanisms and synchronizability are studied in this paper. Firstly, we propose an extended Holme and Kim (EHK) model with adjustive clustering coefficients and power-law exponent based on the Holme and Kim (HK) model. Triad formation mechanism is extended among old nodes compared with the HK model. And the following shortages of HK modle are settled: there is no link evolution in old nodes and the numbers of links of a new node adding to network is fixed. Secondly, the effect of triad formation on synchronizability in an unweighted network is investigated. Finally, simulation results show that the triad formation mechanism can weaken the synchronizability of both types of networks.

Keywords:

作者及机构信息

1.
沈阳大学科学技术研究中心, 装备制造综合自动化重点实验室, 沈阳 110044;

2.
东北大学信息科学与工程学院, 控制理论与导航制导研究所, 沈阳 110004

基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 61203152, 61104029)和辽宁省博士科研启动基金(批准号: 20121040) 资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory of Manufacturing Industrial Integrated Automation, Shenyang University, Shenyang 110044, China;

2.
College of Information Science and Engineering, Northeastern University, Shenyang 110004, China

Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61203152, 61104029), and the Science Research Foundation for Doctor of Liaoning Province of China (Grant No. 2021040).

参考文献

[1]	Lü L, Li G, Cai Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7517(in Chinese) [吕翎, 李钢, 柴元2008 57 7517]
[2]	Yang X K, Cai L, Zhao X H, Feng Z W 2008 Acta Phys. Sin. 59 3740 (in Chinese) [杨晓阔, 蔡理, 赵晓辉, 冯朝文2010 59 3740]
[3]	Li J, Wang B H, Jiang P Q, Zhou T, Wang W X 2006 Acta Phys. Sin. 55 4051 (in Chinese) [李季, 汪秉宏, 蒋品群, 周涛, 王文旭2006 55 4051]
[4]	Watts D J, Strogatz S H 1998 Nature (London) 393 440
[5]	Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509
[6]	Gao J X, Havlin S, Xu X M, Stanley E H 2011 Phys. Rev. E 84 046115
[7]	Yuan W J, Zhou C S 2011 Phys. Rev. E 84 016116
[8]	Zeng A, Son S W, Yeung C H, Fan Y, Di Z 2011 Phys. Rev. E 83 045101
[9]	Watanabe T, Masuda N 2010 Phys. Rev. E 82 046102
[10]	Gorochowski T E, Bernardo M D, Grierson C S 2010 Phys. Rev. E 81 056212
[11]	Zhu J F, Zhao M, Yu W W, Zhou C S, Wang B H 2010 Phys. Rev. E 81 026201
[12]	Holme P, Kim B J 2002 Phys. Rev. E 65 026107
[13]	Li W G, Wang L H, Chen M F 2009 Comp. Eng. 35 121 (in Chinese) [李稳国, 王力虎, 陈明芳 2009计算机工程 35 121]
[14]	Zhang Z Z, Rong L L, Wang B, Zhou S G, Guan J H 2007 Physica A 380 639
[15]	Pan X F, Wang X F 2006 Acta Phys. Sin. 55 4058 (in Chinese) [潘灶烽, 汪小帆2006 55 4058]
[16]	Wu X, Wang B H, Zhou T, Wang W X, Zhao M, Yang H J 2006 Chin. Phys. Lett. 23 1046
[17]	Zhou T, Xiao W K, Ren J, Wang B H 2007 Complex Syst. Complex Sci. 4 10 (in Chinese) [周涛, 肖伟科, 任捷, 汪秉宏 2007复杂系统与复杂性科学 4 10]
[18]	Xiao W K, Ren J, Feng Q, Song Z W, Zhu M X, Yang H F, Jin H Y, Wang B H, Zhou T 2007 Phys. Rev. E 76 037102
[19]	Yang H X, Wang B H, Liu J G, Han X P, Zhou T 2008 Chin. Phys. Lett. 25 2718
[20]	Cui A X, Fu Y, Shang M S, Chen R B, Zhou T 2011 Acta Phys.Sin. 60 038901 (in Chinese) [崔爱香, 傅彦, 尚明生, 陈端兵, 周涛2011 60 038901]
[21]	Barrat A, Barthelemy M, Vespignani A 2004 Phys. Rev. Lett. 92 228701
[22]	Wang B, Zhou T, Xiu Z L, Kim B J 2007 Eur. Phys. J. B 60 89

施引文献

[1]	Lü L, Li G, Cai Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7517(in Chinese) [吕翎, 李钢, 柴元2008 57 7517]
[2]	Yang X K, Cai L, Zhao X H, Feng Z W 2008 Acta Phys. Sin. 59 3740 (in Chinese) [杨晓阔, 蔡理, 赵晓辉, 冯朝文2010 59 3740]
[3]	Li J, Wang B H, Jiang P Q, Zhou T, Wang W X 2006 Acta Phys. Sin. 55 4051 (in Chinese) [李季, 汪秉宏, 蒋品群, 周涛, 王文旭2006 55 4051]
[4]	Watts D J, Strogatz S H 1998 Nature (London) 393 440
[5]	Barabási A L, Albert R 1999 Science 286 509
[6]	Gao J X, Havlin S, Xu X M, Stanley E H 2011 Phys. Rev. E 84 046115
[7]	Yuan W J, Zhou C S 2011 Phys. Rev. E 84 016116
[8]	Zeng A, Son S W, Yeung C H, Fan Y, Di Z 2011 Phys. Rev. E 83 045101
[9]	Watanabe T, Masuda N 2010 Phys. Rev. E 82 046102
[10]	Gorochowski T E, Bernardo M D, Grierson C S 2010 Phys. Rev. E 81 056212
[11]	Zhu J F, Zhao M, Yu W W, Zhou C S, Wang B H 2010 Phys. Rev. E 81 026201
[12]	Holme P, Kim B J 2002 Phys. Rev. E 65 026107
[13]	Li W G, Wang L H, Chen M F 2009 Comp. Eng. 35 121 (in Chinese) [李稳国, 王力虎, 陈明芳 2009计算机工程 35 121]
[14]	Zhang Z Z, Rong L L, Wang B, Zhou S G, Guan J H 2007 Physica A 380 639
[15]	Pan X F, Wang X F 2006 Acta Phys. Sin. 55 4058 (in Chinese) [潘灶烽, 汪小帆2006 55 4058]
[16]	Wu X, Wang B H, Zhou T, Wang W X, Zhao M, Yang H J 2006 Chin. Phys. Lett. 23 1046
[17]	Zhou T, Xiao W K, Ren J, Wang B H 2007 Complex Syst. Complex Sci. 4 10 (in Chinese) [周涛, 肖伟科, 任捷, 汪秉宏 2007复杂系统与复杂性科学 4 10]
[18]	Xiao W K, Ren J, Feng Q, Song Z W, Zhu M X, Yang H F, Jin H Y, Wang B H, Zhou T 2007 Phys. Rev. E 76 037102
[19]	Yang H X, Wang B H, Liu J G, Han X P, Zhou T 2008 Chin. Phys. Lett. 25 2718
[20]	Cui A X, Fu Y, Shang M S, Chen R B, Zhou T 2011 Acta Phys.Sin. 60 038901 (in Chinese) [崔爱香, 傅彦, 尚明生, 陈端兵, 周涛2011 60 038901]
[21]	Barrat A, Barthelemy M, Vespignani A 2004 Phys. Rev. Lett. 92 228701
[22]	Wang B, Zhou T, Xiu Z L, Kim B J 2007 Eur. Phys. J. B 60 89

[1]	杨青林, 王立夫, 李欢, 余牧舟. 基于相对距离的复杂网络谱粗粒化方法. , 2019, 68(10): 100501. doi: 10.7498/aps.68.20181848
[2]	孙娟, 李晓霞, 张金浩, 申玉卓, 李艳雨. 多层单向耦合星形网络的特征值谱及同步能力分析. , 2017, 66(18): 188901. doi: 10.7498/aps.66.188901
[3]	杨先霞, 濮存来, 许忠奇, 陈荣斌, 吴洁鑫, 李伦波. 无标度网络中基于能量的混合路由策略. , 2016, 65(24): 248901. doi: 10.7498/aps.65.248901
[4]	李静, 张洪欣, 王小娟, 金磊. 确定度分布条件下可变同配系数的算法构造与影响分析. , 2016, 65(9): 094503. doi: 10.7498/aps.65.094503
[5]	胡耀光, 王圣军, 金涛, 屈世显. 度关联无标度网络上的有倾向随机行走. , 2015, 64(2): 028901. doi: 10.7498/aps.64.028901
[6]	冯聪, 邹艳丽, 韦芳琼. 簇间连接方式不同的簇网络的同步过程研究. , 2013, 62(7): 070506. doi: 10.7498/aps.62.070506
[7]	王丹, 郝彬彬. 一类高聚类系数的加权无标度网络及其同步能力分析. , 2013, 62(22): 220506. doi: 10.7498/aps.62.220506
[8]	朱廷祥, 吴晔, 肖井华. 一种有效的提高复杂网络同步能力的自适应方法. , 2012, 61(4): 040502. doi: 10.7498/aps.61.040502
[9]	王丹, 井元伟, 郝彬彬. 加权方式对网络同步能力的影响. , 2012, 61(17): 170513. doi: 10.7498/aps.61.170513
[10]	王丹, 金小峥. 可调聚类系数加权无标度网络建模及其拥塞问题研究. , 2012, 61(22): 228901. doi: 10.7498/aps.61.228901
[11]	王亚奇, 蒋国平. 考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究. , 2011, 60(6): 060202. doi: 10.7498/aps.60.060202
[12]	濮存来, 裴文江, 缪瑞华, 周思源, 王开. 无标度网络上队列资源分配研究. , 2010, 59(9): 6009-6013. doi: 10.7498/aps.59.6009
[13]	倪顺江, 翁文国, 范维澄. 具有局部结构的增长无标度网络中传染病传播机制研究. , 2009, 58(6): 3707-3713. doi: 10.7498/aps.58.3707
[14]	马丽娟, 唐明, 梁小明. 在无标度网络上基于偏好聚集机理的零区域凝聚现象. , 2009, 58(1): 83-89. doi: 10.7498/aps.58.83
[15]	王延, 郑志刚. 无标度网络上的传播动力学. , 2009, 58(7): 4421-4425. doi: 10.7498/aps.58.4421
[16]	马晓娟, 王延, 郑志刚. 叶子节点对于网络同步能力影响的研究. , 2009, 58(7): 4426-4430. doi: 10.7498/aps.58.4426
[17]	郭进利. 新节点的边对网络无标度性影响. , 2008, 57(2): 756-761. doi: 10.7498/aps.57.756
[18]	裴伟东, 刘忠信, 陈增强, 袁著祉. 无标度网络中最大传染能力限定的病毒传播问题研究. , 2008, 57(11): 6777-6785. doi: 10.7498/aps.57.6777
[19]	杜海峰, 李树茁, W. F. Marcus, 悦中山, 杨绪松. 小世界网络与无标度网络的社区结构研究. , 2007, 56(12): 6886-6893. doi: 10.7498/aps.56.6886
[20]	潘灶烽, 汪小帆. 一种可大范围调节聚类系数的加权无标度网络模型. , 2006, 55(8): 4058-4064. doi: 10.7498/aps.55.4058

计量

文章访问数: 9990
PDF下载量: 759
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板