基于超图结构的科研合作网络演化模型

基于科研论文作者的合作方式, 用超图理论构建了一个科研合作超网络演化模型. 利用平均场理论分析了作者发表论文的演化规律, 发现作者的超度 (即发表论文数) 分布符合幂律分布. 进一步理论分析得到分布的幂指数γ与合作领域作者增长速度相关. γ越大, 新作者增长速度越快, 且存在关系: γ=1+L/M (L/M为作者增长率). 并通过对《物理学报》与《中国科学》2003–2012年期间作者发表论文进行了数据分析, 实证结果与理论分析及模拟结果能很好地符合. 本文对科研合作网络的理论和实证研究有一定的借鉴意义. 关键词： 复杂网络 超图 科研合作网络 演化模型     

基于演化博弈的社交网络模型演化研究

社会网络研究的兴起,为网络演化规律研究提供了有效工具,但大多数研究集中从宏观机制评估网络演化的动态过程. 本文基于公共品博弈,通过演化博弈与网络拓扑共演化方式,从微观角度提出了多社区动态网络演化模型（dMCPGG）. 即以节点间演化博弈为动力,修改节点间边的关系,驱动网络拓扑演化. 考虑到网络异质性,采用基于拓扑势的偏好规则更准确全面的描述节点影响力. 通过数值模拟和仿真实验,验证了本模型的合理性,不仅重现了无标度网络及随机网络的节点度、聚类系数及平均路径长度的结构特性,还准确捕捉到真实社交网络的演化过程. 关键词： 公共品博弈 拓扑势 偏好选择 共演化     

一维光子晶体带边激光器的阈值特性分析

采用麦克斯韦方程和速率方程相结合的模型和时域有限差分法,利用引入的有效增益分布因子概念研究了光子晶体中本征模的阈值特性。增益介质的大小以及在光子晶体中的位置直接影响光子晶体带边激光器的输出特性;有效增益分布因子描述了光子晶体中增益介质的空间分布特性。结果显示,带边本征模的激射阈值依赖于有效增益分布因子。不同的本征模具有不同的有效增益分布因子,那些有效增益分布因子较大的模式具有较低的阈值。通过调整增益介质的位置和长度,可以提高有效增益分布因子的值,从而降低激光器的阈值,这对于实现激光器的低阈值运行有指导作用。     

具有双峰特性的双层超网络模型

随着社会经济的快速发展,社会成员及群体之间的关系呈现出了更复杂、更多元化的特点.超网络作为一种描述复杂多元关系的网络,已在不同领域中得到了广泛的应用.服从泊松度分布的随机网络是研究复杂网络的开创性模型之一,而在现有的超网络研究中,基于ER随机图的超网络模型尚属空白.本文首先在基于超图的超网络结构中引入ER随机图理论,提出了一种ER随机超网络模型,对超网络中的节点超度分布进行了理论分析,并通过计算机仿真了在不同超边连接概率条件下的节点超度分布情况,结果表明节点超度分布服从泊松分布,符合随机网络特征并且与理论推导相一致.进一步,为更准确有效地描述现实生活中的多层、异质关系,本文构建了节点超度分布具有双峰特性,层间采用随机方式连接,层内分别为ER-ER,BA-BA和BA-ER三种不同类型的双层超网络模型,理论分析得到了三种双层超网络节点超度分布的解析表达式,三种双层超网络在仿真实验中的节点超度分布均具有双峰特性.     

基于遗传算法的重复囚徒困境博弈策略在复杂网络中的演化

利用遗传算法研究重复囚徒困境博弈策略在复杂网络中的演化.研究结果表明：处于复杂网络中有记忆的个体通过基因的复制、重组、变异和选择能够进化出一种自组织的合作机制.这种合作机制既能够在群体中激发合作行为的产生，加强和维护持续的合作行为，同时又能对背叛的个体进行惩罚和报复，因此能够促使复杂网络中进化出具有很高合作率的群体. 关键词： 复杂网络 遗传算法 进化博弈 合作     

在线社交网络中群体互动行为的时间特征（英文）

针对在线社交网络中群体互动行为,运用有偏扩散理论,构建有偏扩散模型,从任务的间隔时间τ与执行时间θ的关系视角,系统地阐述了群体互动活动中群体发帖行为与事件行为的时间间隔分布特征.针对群体用户发帖时τ≥θ的特征,论证群体用户发帖时间间隔的幂律分布机理.针对事件时τθ的特征,论证了事件时间间隔具有指数效应的幂律分布机理,实验结果与理论推导吻合.     

在线社交网络中群体互动行为的时间特征

针对在线社交网络中群体互动行为,运用有偏扩散理论,构建有偏扩散模型,从任务的间隔时间τ与执行时间θ的关系视角,系统地阐述了群体互动活动中群体发帖行为与事件行为的时间间隔分布特征.针对群体用户发帖时τ≥θ的特征,论证群体用户发帖时间间隔的幂律分布机理.针对事件时τ>>θ的特征,论证了事件时间间隔具有指数效应的幂律分布机理,实验结果与理论推导吻合.     

增长速度对合作网络参与者节点度分布的影响

采用率方程对合作网络自组织演化模型进行解析,得到参与者节点度分布服从Yule-Simon分布,这种分布可以用漂移幂律分布近似.分析参与者节点增长速度与参与者节点度分布之间的关系,发现随节点增长速度加快,参与者节点度分布远离幂律,表明节点增长速度是除优先连接之外的另一个影响合作网络拓扑性质的重要因素.通过对城市公交网络和科研合作网络的实证研究,验证了度分布解析结果的正确性.结合实证研究,探讨了合作网络中参与者节点增长速度的形成机制及其实际意义.     

异质弱相依网络鲁棒性研究

传统研究认为网络间相依边的引入使网络鲁棒性大幅降低,但现实相依网络的鲁棒性往往优于理论结果.通过观察现实相依网络的级联失效过程,发现节点不会因相依节点失效而损失所有连接边,且由于网络节点的异质性,每个节点的连接边失效概率也不尽相同.针对此现象,提出一种异质弱相依网络模型,与传统网络逾渗模型不同,本文认为两个弱相依节点的其中一个失效后,另一个节点的连接边以概率g失效而不是全部失效,并且不同节点连接边失效概率g会因节点的异质性而不同.通过理论分析给出模型基于生成函数的逾渗方程,求解出任意随机分布异质对称弱相依网络的连续相变点.仿真结果表明方程的理论解与随机网络逾渗模拟值相符合,网络鲁棒性随着弱相依关系异质程度的增大而提高.     

超结硅锗碳异质结双极晶体管机理研究与特性分析优化

提出一种超结硅锗碳异质结双极晶体管(SiGeC HBT)新结构.详细分析了新结构中SiGeC基区和超结结构的引入对器件性能的影响,并对其电流输运机制进行研究.基于SiGeC/Si异质结技术,新结构器件的高频特性优良;同时超结结构的存在,在集电区内部水平方向和垂直方向都建立了电场,二维方向上的电场分布相互作用大大提高了新结构器件的耐压能力.结果表明:超结SiGeC HBT与普通结构SiGeC HBT相比,击穿电压提高了48.8%;更重要的是SiGeC HBT器件中超结结构的引入,不会改变器件高电流增益、高频率特性的优点;新结构器件与相同结构参数的Si双极晶体管相比,电流增益提高了10.7倍,截止频率和最高震荡频率也得到了大幅度改善,很好地实现了高电流增益、高频率特性和高击穿电压三者之间的折中.对超结区域的柱区层数和宽度进行优化设计,随着柱区层数的增多,击穿电压显著增大,电流增益有所提高,截止频率和最高震荡频率减低,但幅度很小.综合考虑认为超结区域采用pnpn四层结构是合理的.     

基于复杂网络理论的微博用户关系网络演化模型研究

微博给人们提供便利的同时也产生了较大的负面影响.为获取微博谣言的传播规律,进而采取有效措施防控其传播,本文基于复杂网络理论研究微博用户关系网络的内部特征,提出一种微博用户关系网络演化模型,借助于平均场理论,分析该演化模型的拓扑统计特性,以及谣言在该演化模型上的传播动力学行为.理论分析和仿真实验表明,由该模型演化生成的微博用户关系网络具有无标度特性.度分布指数不仅与反向连接概率有关,而且还取决于节点的吸引度分布.研究还发现,与指数分布和均匀分布相比,当节点吸引度满足幂律分布时,稳态时的谣言传播程度较大.此外,随着反向连接概率或节点初始连边数量的增加,谣言爆发的概率以及网络中最终接受谣言的节点数量都会明显增大.     

大规模软件系统的无标度特性与演化模型

在软件工程中，常用类图来描述类之间的关系. 以软件系统网为研究对象，通过对Sun和IBM公司提供的大规模软件系统进行实证分析，发现Java软件系统网的度分布是无标度分布，标度指数γ≈2.5. 在软件系统网的演化过程中，除加点之外，还存在边的添加、边的随机移除与边的重连等局部事件. 由此建立了软件系统演化模型. 由该模型演化生成的网络，其度分布服从幂律分布. 实际应用与数值仿真验证了该模型的有效性. 关键词： 软件系统 复杂网络 度分布 无标度     

一种信息传播促进网络增长的网络演化模型

为了研究信息传播过程对复杂网络结构演化的影响,提出了一种信息传播促进网络增长的网络演化模型,模型包括信息传播促进网内增边、新节点通过局域世界建立第一条边和信息传播促进新节点连边三个阶段,通过多次自回避随机游走模拟信息传播过程,节点根据路径节点的节点度和距离与其选择性建立连接。理论分析和仿真实验表明,模型不仅具有小世界和无标度特性,而且不同参数下具有漂移幂律分布、广延指数分布等分布特性,呈现小变量饱和、指数截断等非幂律现象,同时,模型可在不改变度分布的情况下调节集聚系数,并能够产生从同配到异配具有不同匹配模式的网络.     

Ge组分分布对基区杂质非均匀分布的SiGe HBT温度特性的影响

众所周知, 双极型晶体管的设计主要是基区的设计. 一般而言, 基区的杂质分布是非均匀的. 本文首先研究了非均匀的杂质高斯分布对器件温度分布、增益和截止频率的温度特性的影响, 发现增益和截止频率具有正温度系数, 体内温度较高. 随后研究了基区Ge组分分布对这些器件参数的影响. 均匀Ge组分分布和梯形Ge组分分布的SiGe 异质结双极型晶体管增益和截止频率具有负温度系数, 具有较好的体内温度分布. 进一步的研究表明, 具有梯形Ge组分分布的SiGe 异质结双极型晶体管, 由于Ge组分缓变引入了少子加速电场, 不但使它的增益和截止频率具有较高的值, 而且保持了较弱的温度敏感性, 在增益、特征频率大小及其温度敏感性、体内温度分布达到了很好的折中.     

基于超图的超网络相继故障分析

分析了快递超网络和电子元件超网络的相继故障扩散方式, 结合超图理论提出了2-section 图分析法和线图分析法, 并仿真分析了无标度超网络耦合映像格子的相继故障进程. 结果表明: 无标度超网络对外部攻击表现出了既鲁棒又脆弱的特性. 针对相继故障的不同扩散方式, 无标度超网络的相继故障行为表现出不同的特点. 超网络的相继故障行为和超网络的超度以及超边度分布有密切的联系, 也和超网络中超边的个数有关. 通过和同规模的Barabasi-Albert (BA)无标度网络对比, 在同一种攻击方式下同规模的无标度超网络都比BA 无标度网络表现出了更强的鲁棒性. 另外, 基于超边扩散的相继故障进程比基于节点扩散的相继故障进程更加缓慢.     

零行列式策略在雪堆博弈中的演化

零行列式策略不仅可以单方面设置对手收益,而且可以对双方的收益施加一个线性关系,从而达到敲诈对手的目的.本文针对零行列式策略博弈前期与稳态期的收益存在偏差,基于Markov链理论给出零行列式策略与全合作策略博弈的瞬态分布、瞬态收益及达到稳态所需时间.发现在小的敲诈因子下,敲诈者前期收益高于稳态期收益,敲诈因子较大时,情况截然相反,并且敲诈因子越大,越不利于双方合作,达到稳态也越慢.这为现实生活中频繁更新策略的博弈提供了一种计算实时收益的方法.此外针对敲诈策略与进化人的博弈,论证了双方均背叛状态下,进化人下次博弈时一定进化为全合作策略.通过对所有状态下策略更新过程仿真,发现进化人在四种情况下的进化速度有显著差异,并最终演化为全合作策略,表明零行列式策略是合作产生的催化剂.     

原子激射器的空间有效增益范围

求出了γ维空间中理想玻色气体的态密度,采用Thomas-Fermi近似,导出了γ维广义幂律势阱中粒子数密度的空间分布.在此基础上,求出了原子激射器的空间有效增益范围(即γ维势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的空间有效范围),并对其产生影响的相关因素进行了讨论.     

超网络中标度律的涌现

本文构建超网络和复杂网络中统一演化模型,研究超网络无标度特性演化机理和拓扑性质.利用Poisson过程理论和连续化方法对模型进行分析,获得网络稳态平均超度分布的解析表达式.仿真实验和理论分析相符合.结果表明:随着网络规模的增大,这个动态演化网络的超度分布遵循无标度的特性.它不仅将每次增加一个新节点与若干个老节点围成一条超边的超网络模型和每次增加若干个新节点与一个老节点围成一条超边的超网络模型统一在一个模型中,而且将复杂网络中著名的无标度模型也作为我们模型的特例.     

双复杂网络间的演化博弈

复杂网络的演化博弈是社会结构与稳定的重要模型. 基于单网络演化博弈模型, 提出了一种双复杂动态网络的演化博弈模型, 考虑双复杂网络在两个不同收益矩阵的囚徒困境博弈下增长, 当两个网络没有相互联系时, 发现增长网络中的空间互利性所导致的平均合作水平的突变, 推广了前人的结论. 在两个网络有相互联系时, 平均合作水平可以两者出现高度同步. 在网络的收益系数达到一定时, 才实现较高的合作水平. 增加网络内连接数量时, 自然选择不利于网络的合作, 而公平选择却有利于网络的合作, 说明了更新策略的影响. 当增加网络间连接数量时, 两个网络合作水平都下降. 当保持网络间和网络内的连接比例不变时, 网络的平均度越大, 平均合作水平越小. 本文发现了背叛领袖的存在, 并揭示了双网络模型下背叛领袖对平均合作水平的影响及其与合作领袖的互动机理, 这结果给出社会结构, 稳定和演化的重要信息和启示.     

拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响

在紧束缚近似基础上,利用扩展的Su-Schriffer-Heeger(SSH)模型,在实空间研究了在完整的"zigzag"碳纳米管中分别引入5/7,5/6/7,5/6/6/7拓扑缺陷所构成的(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)三种异质结的电学性能.通过研究表明:这些拓扑缺陷不仅改变碳管的直径,而且支配费米能级附近的电学行为.并计算了(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)系统的电子态密度,对这3种异质结的能带结构和电子态密度进行了比较.结果表明:五边形和七边形在碳管中分布的不同对碳管电学性能的影响明显不同.因此,可以研制出基于这些异质结的不同的电子器件基元.