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Motif-based mean-field approximation of interacting particles on clustered networks

Cui, Kai ; KhudaBukhsh, Wasiur R. ; Koeppl, Heinz (2024)
Motif-based mean-field approximation of interacting particles on clustered networks.
In: Physical Review E, 2022, 105 (4)
doi: 10.26083/tuprints-00028854
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Interacting particles on graphs are routinely used to study magnetic behavior in physics, disease spread in epidemiology, and opinion dynamics in social sciences. The literature on mean-field approximations of such systems for large graphs typically remains limited to specific dynamics, or assumes cluster-free graphs for which standard approximations based on degrees and pairs are often reasonably accurate. Here, we propose a motif-based mean-field approximation that considers higher-order subgraph structures in large clustered graphs. Numerically, our equations agree with stochastic simulations where existing methods fail.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Cui, Kai ; KhudaBukhsh, Wasiur R. ; Koeppl, Heinz
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Motif-based mean-field approximation of interacting particles on clustered networks
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 16 Dezember 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2022
Ort der Erstveröffentlichung: College Park, MD
Verlag: American Physical Society
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Physical Review E
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 105
(Heft-)Nummer: 4
Kollation: 7 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00028854
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/28854
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

Interacting particles on graphs are routinely used to study magnetic behavior in physics, disease spread in epidemiology, and opinion dynamics in social sciences. The literature on mean-field approximations of such systems for large graphs typically remains limited to specific dynamics, or assumes cluster-free graphs for which standard approximations based on degrees and pairs are often reasonably accurate. Here, we propose a motif-based mean-field approximation that considers higher-order subgraph structures in large clustered graphs. Numerically, our equations agree with stochastic simulations where existing methods fail.

Freie Schlagworte: Complex systems, Epidemic, Dynamical mean field theory, Mean field theory
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-288549
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 621.3 Elektrotechnik, Elektronik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Self-Organizing Systems Lab
Hinterlegungsdatum: 16 Dez 2024 14:04
Letzte Änderung: 16 Jan 2025 15:22
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