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2016 Fiscal Year Research-status Report

非ユークリッド的グラフにおける確率モデルの多重相転移

Research Project

Project/Area Number 15K17716
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

長谷川 雄央  茨城大学, 理学部, 准教授 (10528425)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords複雑ネットワーク / 格子確率モデル
Outline of Annual Research Achievements

(1):昨年度にネットワーク上の格子確率モデル(感染症モデル)研究として、複数の初期感染源を持つ場合にその割合がダイナミクスに及ぼす影響を調べた。そこで採用したのは基本的なsusceptible-infected-removed モデル(SIRモデル)である。今年度はより複雑なsusceptible-weakened-infected-removedモデルにおける初期感染源割合の影響を調べた。このモデルが初期感染源割合がある程度大きい場合は連続転移を起こす一方、割合がある程度小さい場合は不連続転移を起こすことを明らかにした。これはSIRモデルには見られない特徴である。
また、SIRモデルのルールに動的な頂点除去(感染症における隔離対策に対応する確率プロセス)を組み込んだ際の相転移を調べた。従来scale-free networkでは感染症が伝搬しやすいことが言われていたが、動的な頂点除去により、伝搬を抑えられることを明らかにした。

(2)susceptible-infected-susceptibleモデル(SISモデル)は、ネットワークの構造次第でGriffiths相を示す。しかし、Griffiths相を示すとされる具体的なネットワークの種類は多くはない。パーコレーションで臨界相を示すネットワークを用いて、SISモデルのGriffiths相の有無を数値シミュレーションから調べた。数値シミュレーションでは、パーコレーションの臨界相を評価する際に使うフラクタル指数の考えに基づいた指標を用いている。過渡ダイナミクスではスピン模型に見られるようなロバストな臨界性は見られなかったものの、恒常感染源を用いた定常状態の解析を通じてGriffiths相に相当するパラメータ領域を確認することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実績の概要(1)に書かれた実績については論文を二本投稿したが、現時点で出版には至っていない。実績の概要(2)に書かれた実績は解決すべきテクニカルな問題が残っているため、現時点では学会発表にとどまる。したがって、現在の進捗状況はやや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

最終年度のため、申請時に予定した研究計画を遂行するとともに、ここまでの研究成果を積極的に発表していく。具体的には、実績の概要(2)に関する研究を進め現在の問題を解消して、成果を論文にして発表する。並行して、研究計画通り階層ネットワークのパーコレーションに関する研究を進め、その成果を発表する。

Causes of Carryover

計算機の購入を次年度に回したため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度は論文執筆に向けて、数値シミュレーションを行う機会が増すため、計算機を購入する。また、研究の遂行を速やかに行う目的で、各研究者との議論・研究打ち合わせの機会を多く設ける。研究成果発表のため、学会等に積極的に参加する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Local cluster-size statistics in the critical phase of bond percolation on the Cayley tree2016

    • Author(s)
      Tomoaki Nogawa, Takehisa Hasegawa, Koji Nemoto
    • Journal Title

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      Volume: 2016 Pages: 053202: 1-18

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1742-5468/2016/05/053202

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Link Salienceによる日本航空路線ネットワークの辺の分類2017

    • Author(s)
      岩瀬優太, 長谷川雄央
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2017-03-20 – 2017-03-20
  • [Presentation] 階層スモールワールドネットワーク上の確率過程におけるロバストな臨界性II2017

    • Author(s)
      能川知昭, 長谷川雄央
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2017-03-18 – 2017-03-18
  • [Presentation] 階層ネットワーク上のパーコレーションの性質2017

    • Author(s)
      長谷川雄央, 能川知昭
    • Organizer
      研究集会「無限粒子系、確率場の諸問題XII」
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県)
    • Year and Date
      2017-01-22 – 2017-01-22
  • [Presentation] 複数の感染源が引き起こす感染症の爆発的拡がり2016

    • Author(s)
      根本幸児, 長谷川雄央
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢県)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-16
  • [Presentation] ネットワーク上の感染症における隔離対策の効果2016

    • Author(s)
      長谷川雄央, 根本幸児
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢県)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-16
  • [Presentation] 階層スモールワールドネットワーク上の確率過程におけるロバストな臨界性2016

    • Author(s)
      能川知昭, 長谷川雄央
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢県)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-16
  • [Presentation] Outbreaks in the SIR epidemics with multiple seeds - a statistical physics approach2016

    • Author(s)
      Takehisa Hasegawa
    • Organizer
      The 2016 (26th) annual meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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