具有弹性单元的主动流网络中孤立波的自发出现

流网络是理解动物和植物血管或电力分配网格等系统的基本结构。这些网络可以编码、传递和转换其流动在空间和时间分布中所承载的信息。在本工作中，我们关注一种最小且具有物理依据的系统，以隔离主动流网络产生和调节能够支持信息传输的涌现动力学的基本机制。该系统由泵流体的主动单元和储存体积的弹性单元组成。从原理出发，我们推导了离散模型——主动流网络——能够模拟大规模互动单元的系统。数值上，我们展示压力场可发展出孤立波，导致孤立波的自发创建和传输，存储在流动物理属性中的局部分布信息。我们描述了这些孤立波如何从无序初始条件在一维网络中涌现，以及其大小和传播速度如何取决于关键系统参数。最后，当弹性单元与其邻居耦合时，孤立波表现出更丰富的动力学，具有多样的形状和有限的寿命，显示出我们可解析的幂律行为。总体而言，这些结果表明简单流体单元如何集体创建、塑造和传输信息，为理解——最终可能用于工程——在主动流系统中的信息处理奠定了基础。