复杂网络上失效动力学的标度律

在局部崩溃事件后负载重分布所驱动的复杂系统级联失效动力学中，负载传输连接的网络拓扑起着至关重要的作用。特别地，随着网络结构从规则逐渐调谐到完全随机，失效传播的行为从局域化转变为平均场。基于失效现象的纤维束模型的有限尺寸标度，我们在此证明，在局域化 regime 之外，宏观上的承载能力和损伤容限，以及微观上失效节点簇的统计，服从标度律，其指数依赖于负载传输网络的拓扑和节点强度的无序程度。最值得注意的是，我们表明损伤的空间结构支配着从局域化到平均场转变的出现：随着网络逐渐随机化，在局部规则块上形成的失效簇通过长程连接合并，产生类似渗流的转变，从而降低了网络上的负载集中。该结果可能有助于设计对级联失效具有更高鲁棒性的网络结构。