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二维相互作用、自推进粒子系统的状态转换和连续极限。 (英语) Zbl 1375.82103号

摘要:我们研究了一类粒子通过成对相互作用势和速度选择机制动态演化的群集问题。我们发现,作为自脉冲和相互作用势参数的函数,群集系统经历了各种状态变化。在本文中,我们使用了一个程序,该程序将一类基于个体的模型与其连续体公式连接起来,并确定后者有效性的标准。相互作用势的H-稳定性在决定连续体近似的有效性和聚集态跃迁的性质方面起着重要作用。我们对连续体模型进行了线性稳定性分析,并将结果与基于个体的模型的模拟结果进行了比较。

MSC公司:

82个C99 时间相关统计力学(动态和非平衡)
92D50型 动物行为
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参考文献:

[1] Vicsek,T。;Czirk,A。;本·雅各布,E。;科恩,I。;Shochet,O.,《自驱动粒子系统中的新型相变》,Phys。修订稿。,75, 1226-1229 (1995)
[2] 碳粉,J。;Tu,Y.,《二维动态xy模型中的长程顺序:鸟类如何一起飞行》,Phys。修订稿。,75, 4326-4329 (1995)
[3] Mogilner,A。;Edelstein-Keshet,L.,自对准物体群体中的空间-角度顺序:定向斑块的形成,Physica D,89,346-367(1996)·Zbl 0885.92007号
[4] 苏加瓦拉,K。;Sano,M.,《任务执行的协同加速:交互多机器人系统的觅食行为》,Physica D,100343-354(1997)·Zbl 0908.92036号
[5] Parrish,J。;Edelstein-Keshet,L.,动物聚集中的复杂性、模式和进化权衡,《科学》,294,99-101(1999)
[6] N.E.Leonard、E.Fiorelli,《虚拟领导者、人工潜能和群体协调控制》,摘自:Proc。第40届IEEE Conf.Decision Contr。,2001年,第2968-2973页;N.E.Leonard、E.Fiorelli,《虚拟领导者、人工潜能和群体协调控制》,摘自:Proc。第40届IEEE Conf.Decision Contr。,2001年,第2968-2973页
[7] Parrish,J。;维西多,S.V。;Grünbaum,D.,《自组织鱼类学校:涌现特性的检查》,Biol。公牛。,202296-305(2002年)
[8] 格雷戈里,G。;Chaté,H。;Tu,Y.,《在没有领导者的情况下一起行动和生活》,Physica D,181,157-170(2003)·Zbl 1029.82503号
[9] 刘,Y。;Passino,K.M。;Polycarpou,M.M.,具有固定通信拓扑的(M)维异步群的稳定性分析,IEEE Trans。自动化。控制,48,76-95(2003)·Zbl 1364.93474号
[10] Jadbabaie,A。;林,J。;Morse,A.S.,使用最近邻规则协调移动代理组,IEEE Trans。自动化。控制,4888-1001(2003)·Zbl 1364.93514号
[11] Niwa,H.S.,鱼类学校化的自组织动态模型,J.Theor。生物学,171123-136(1994)
[12] 北岛岛山。;苏加瓦拉,K。;水口,T。;Hayakawa,Y。;Sano,M.,运动元素系统中的集体运动,《物理学》。修订稿。,76, 3870-3873 (1996)
[13] Romey,W.L.,《个体差异对模拟鱼群的轨迹产生影响》,Ecol。型号。,92, 65-77 (1996)
[14] 米哈伊洛夫,A.S。;Zanette,D.H.,群中相干集体运动的噪声诱导破裂,物理学。版本E,60,4571-4575(1999)
[15] 弗利尔,G。;Grünbaum,D。;莱文,S。;Olson,D.,《从个体到聚合:行为与物理之间的相互作用》,J.Theor。《生物学》,196,397-454(1999)
[16] 莱文,H。;Rappel,W.J。;科恩,I.,《自推进粒子系统中的自组织》,《物理学》。E版,63017101(2000)
[17] 库赞,I.D。;Franks,N.R.,《军队蚂蚁中的自组织车道形成和优化交通流》,Proc。R.Soc.伦敦。B、 270、139-146(2002)
[18] 厄德曼,美国。;埃贝林,W。;Anishchenko,V.S.,驱动布朗粒子二维系统中旋转模式的激发,物理学。E版,65,061106(2002)
[19] 埃贝林,W。;Erdmann,U.,驱动粒子群的非平衡统计力学,复杂性,8,23-30(2003)
[20] 维西多,S.V。;Parrish,J.K。;Grünbaum,D.,《鱼类种群的个体行为和涌现特性:观察与理论的比较》,Mar.Ecol。掠夺。序列号。,273, 239-249 (2004)
[21] 维西多,S.V。;帕里什,J.K。;Grünbaum,D.,《种群规模和有影响力的邻居数量对鱼类种群涌现特性的影响》,Ecol。型号。,183, 347-363 (2005)
[22] 厄德曼,美国。;埃贝林,W。;Mikhailov,A.,群从平移运动到旋转运动的噪声诱导转变,Phys。E版,71,051904(2005)
[23] Edelstein Keshet,L.公司。;Watmough,J。;Grünbaum,D.,旅行带解决方案是否描述了内聚群?《飞蝗调查》,J.Math。《生物学》,36,515-549(1998)·Zbl 1002.92562号
[24] Mogilner,A。;Edelstein-Keshet,L.,群的非局部模型,J.Math。《生物学》,38,534-549(1999)·Zbl 0940.92032号
[25] Øien,A.H.,基于动力学理论的水蚤动力学:水蚤群集和行为的类似模型,公牛。数学。生物学,66,1-46(2004)·Zbl 1334.92359号
[26] 黄玉,C.M。;Bertozzi,A.L.,生物群二维运动模型中的群集模式,SIAM J.Appl。数学。,65, 152-174 (2004) ·Zbl 1071.92048号
[27] 黄玉,C.M。;贝尔托齐,A.L。;Lewis,M.A.,生物聚集的非局部连续模型,布尔。数学。生物学,681601-1623(2006)·兹比尔1334.92468
[28] Grünbaum,D.,将具有感官约束的随机密度依赖个体行为转化为动物群集的欧拉模型,J.Math。生物学,33,139-161(1994)·Zbl 0822.92023号
[29] Gómez-Mourelo,P.,《从基于个体的模型到偏微分方程》。应用于小精灵的上游运动,Ecol。型号。,188, 93-111 (2005)
[30] Morale,D。;卡帕索五世。;Oelschläger,K.,《模拟聚集行为的相互作用粒子系统:从个体到种群》,J.Math。《生物学》,50,49-66(2005)·兹比尔1055.92046
[31] 阿兰森,I.S。;Tsimring,L.S.,微管和马达的自组装理论,物理学。E版,74031915(2006)
[32] Bertin,E。;德罗兹,M。;Grégoire,G.,Boltzmann和自推进粒子的流体动力学描述,Phys。修订版E,74022101(2006)
[33] D’Orsogna,M.R。;Chuang,Y.L。;贝尔托齐,A.L。;Chayes,L.S.,《具有软核相互作用的自推进粒子:模式、稳定性和坍塌》,《物理学》。修订稿。,96, 104302 (2006)
[34] 欧文,J.H。;Kirkwood,J.G.,运输过程的统计力学理论。iv.流体动力学方程,J.Chem。物理。,18, 817-829 (1950)
[35] Ruelle,D.,《统计力学,严格结果》(1969),W.A.Benjamin:W.A.本杰明纽约·Zbl 0177.57301号
[36] Schneirla,T.C.,《陆军蚂蚁:社会组织研究》(1971),W.H.Freeman
[37] 科赫,A.L。;怀特,D.,《黏菌的社会生活方式》,《生物论文》,第20期,第1030-1038页(1998年)
[38] 瑞利,J.W.S.,《声音理论》,第1卷(1894年),《麦克米兰:麦克米兰伦敦》
[39] Weihs,D.,《最佳鱼类巡航速度》,《自然》,245,48-50(1973)
[40] Lambert,J.D.,《常微分方程的数值方法》(1991),John Wiley&Sons·Zbl 0745.65049号
[41] 加齐,V。;Passino,K.,群的稳定性分析,IEEE Trans。自动化。对照,48692-697(2003)·Zbl 1365.92143号
[42] 格雷戈里,G。;Chaté,H.,《集体和内聚运动的开始》,Phy。修订稿。,92, 025702 (2004)
[43] 奥尔达纳,M。;多塞蒂,V。;Huepe,C。;Kenkre,V.M。;Larralde,H.,自推进代理和相关网络模型系统中的相变,Phys。修订稿。,98, 095702 (2007)
[44] 纳吉,M。;Daruka,I。;Vicsek,T.,集体运动标量噪声模型中连续相变的新观点,《物理A》,373445-454(2007)
[45] Campbell,C.S.,《快速颗粒流》,年度。流体力学版次。,22, 57-92 (1990)
[46] 塔克曼,M.E。;蒙迪,C.J。;Klein,M.L.,《迈向稳态的统计热力学》,Phys。修订稿。,78, 2042-2045 (1997)
[47] Leveque,R.J.,《守恒定律的数值方法》(1992),Birkhäuser·Zbl 0847.65053号
[48] Givoli,D.,非反射边界条件,J.计算。物理。,94, 1-29 (1991) ·Zbl 0731.65109号
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