具有邻居权重和有限视野的群集运动的改进的Vicsek模型

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hulianwu2009
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本论文第一章中,我们简要回顾统计物理学、复杂网络、移动ad hoc通讯网络领域的基本概念,介绍自然界中的群集运动现象及其相关研究。  第二章中,我们建立有限视野下自驱动个体的具有幂指数权重的改进的Vicsek模型,研究自然界中普遍存在的群集运动现象。Vicsek模型及其改进模型能用于模拟和解释自然界中无领导者、无共享全局信息生物体的群集运动。但是,在这些模型中,研究者们总是设定个体具有全局视野,而且,个体的所有邻居具有相同的影响力,这些假设使以上模型不能很好的符合实际情况。本文中,我们同时考虑生物的有限视野( RVF与邻居的幂指数权重(指数?)两种因)素,研究两者的结合效应。以这种机制为基础,通过大量的数值模拟,我们研究发现,在大多数情况下,增大个体视野并不总是有利于群集运动方向一致性程度Va与个体集聚程度S的提高,而且,在非全局视野下,系统收敛时间T随视野变化存在极小值。模拟结果说明:生物的群集运动并不需要以全局视野为前提,建立模型时考虑邻居权重的因素是合理的。此外,这些结果还给出了不利情形下,优化Va与S的参数组合、划分T随?变化有两种不同行为的“相界”。我们的模拟结果不仅能直接应用于移动ad hoc通讯网络的设计,还有助于人们理解自然界中群集运动的潜在机制。  第三章中,我们用连续模型研究了节点连续运动的移动ad hoc通讯网络的连通性、临界全局连通网络统计特征量间的关系。与节点在三角网格上离散运动的前人模型相比,两者具有相同的连通性及度分布。但是,不同的是,网络中度小个体将具有较大的集聚系数,随着节点度值的增大直至截止度 ck,个体集聚系数逐渐减小。当度值大于平均值时,个体集聚系数基本保持不变。此外,节点最近邻平均度与度的线性正相关关系只在节点度值大于3并小于截止度 ck时成立。
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