Do, Anne-Ly (2011) Self-organization in continuous adaptive networks. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Komplexe Systeme können oftmals durch adaptive Netzwerke beschrieben werden. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass lokale und topologische Freiheitsgrade dynamisch gekoppelt sind, was zu einer Fülle von Selbstorganisationsphänomenen führt. Analytische Studien können zum Verständnis der Mechanismen beitragen, die den Phänomenen zugrunde liegen. Die Entwicklung entsprechender methodischer Ansätze ist jedoch durch die Notwendigkeit erschwert, sowohl den dynamischen als auch den strukturellen Eigenschaften des Netzwerkes Rechnung zu tragen. Diese Arbeit untersucht einen neuen analytischen Ansatz, der Methoden aus der Graphentheorie und der Theorie dynamischer Systeme kombiniert. Es ist unseres Wissen nach der erste Ansatz, der für die Analyse kontinuierlicher Netzwerke geeignet ist. Wir setzen ihn ein, um drei emergente Phänomene zu untersuchen, die in biologischen und sozialen Systeme von zentraler Bedeutung sind: Synchronisation, spontane Diversifikation und selbstorganisierte Kritikalität.

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Complex systems of coupled dynamical units can often be understood as adaptive networks. In such networks the dynamical exchange of information between the local and topological degrees of freedom gives rise to a plethora of self-organization phenomena. Analytical studies can elucidate the mechanisms behind these phenomena. The development of respective approaches, however, is impeded by the necessity to capture both, the dynamical as well as structural aspects of the network. This work explores a new analytical approach, which combines tools from dynamical systems theory with tools from graph theory to account for the dual nature of adaptive networks. To our knowledge, it is the first approach that is applicable to continuous networks. We use it to study the mechanisms behind three emergent phenomena that are prominently discussed in the context of biological and social sciences: synchronization, spontaneous diversification, and self-organized criticality.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	self-organization, adaptive networks , synchronization , self-organized criticality , topological stability criteria
Controlled Keywords:	Selbstorganisation , Netzwerk , Adaptives System , Synchronisierung , Selbstorganisierte Kritikalität , Topologische Stabilität
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM)
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:27
Last Modified:	08 Jul 2013 13:04
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/1155
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-12341
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