适应性交通网络中由负载波动引起的循环结构
摘要：在自然系统和技术基础设施的运行中，运输网络至关重要。对于许多情况下的流动网络，例如河流或血管，当假设时间独立的流入和流出时，无环网络（即树）是最优的结构。但是，如果不满足这个假设，源节点和/或汇节点的净流动的波动可能导致纯树解的不稳定，即使是在简单的局部适应性规则下调整导导率。在这里，我们考虑受到波动分布的空间异质性影响的类树状网络，其中树的根部由一个恒定的源供应，底部的叶子装有负载波动的汇。我们发现网络分为两个由类似树形结构和稳定环组成的区域。这些环是在波动的关键振幅处通过超临界分叉而出现的。对于一个简单的网络结构，依赖于定义局部适应性的参数，环首先出现在离叶子（或根）较近的位置，然后出现在更靠近根（或叶子）的位置。拓扑和动力学之间的相互作用产生了复杂的反馈机制，其中有许多网络动力学理论中尚未解决的问题。对于自适应运输网络的动力学的总体理解对于研究哺乳动物血管系统至关重要，并且自适应运输网络可能在自组织的管道系统中找到技术应用。
作者：Erik Andreas Martens and Konstantin Klemm
论文ID：1810.10049
分类：Adaptation and Self-Organizing Systems
分类简称：nlin.AO
提交时间：2019-12-05