网络中节点间距离对同步能力影响的分析

最近二十年来科学家深入研究了与复杂网络相关的各种问题,在网络结构与同步、博弈、传播等动力学的相互作用方面取得了巨大的研究进展。目前人们已经对网络上动力系统的同步问题有了深入的了解,但网络结构特别是网络的平均距离、度分布的异质性等对同步能力影响的定量关系还不清楚。本文以规则的Moore格子为网络模型,细致分析网络的平均距离和距离分布的异质性与网络同步能力之间的精确关系,研究结果表明网络的平均距离越小、距离分布的越均匀,网络的同步能力越强;进一步,发现网络的平均距离和网络的度分布异质性与描述网络同步能力的拉普拉斯矩阵特征值比和非零最小特征值之间基本满足幂率关系。我们还从数值上给出了这两个因素与网络的拉普拉斯矩阵特征值比之间的关系。我们的工作进一步明确了网络的距离与同步能力之间的精确关系,加深了人们对网络结构与同步能力之间关系的认识。