Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Ronan Silva
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: http://locus.ufv.br/handle/123456789/4234
Resumo: The study of the structure and correlations properties among interconnected agents on complex networks has attracted the attention of the Statistical Physics community through investigation of dynamical process on this topologies. These investigations have opened discussions in the literature concerning on the validity of the predictions from mean field (MF) approaches, when these results are compared with those obtained from computer simulations. The contact process (CP) is a toy model for the epidemic spreading on a population. Using the complex network approach, we identify each individual as a network node, while their relations are represented by links among them. In the CP model, each individual may be infected or not, with a probability depending on the epidemic infection rate. This rate can lead to the dissemination of the epidemic at long times or its complete eradication, given that exists also a chance to the infected individuals become healthy, determining a phase free of the disease (absorbing phase) and other in which the disease persists (active). The computer implementation of the CP and different network topologies allows us to compare our results with those predicted by MF theory found in the literature. The main aim of the present work was the study of the finite size scaling theory for the PC in the complex network proposed by Watts-Strogatz (WS) and by Barabási-Albert (BA) by quasistationary simulations. This study provided a set of critical exponents for the characterization on the phase transition absorbing-active on BA network and also on two topologies found at the WS model, namely, small world and random. Although the predictions made by MF approaches have been verified for this set of critical exponents, the phase transition rates obtained was not predicted correctly. This fact is on contrast with others epidemic models, such as SIS and SIR, already studied in the literature on these complex networks.
id UFV_239aa8b0b35b26b7e83274df394dc6b4
oai_identifier_str oai:locus.ufv.br:123456789/4234
network_acronym_str UFV
network_name_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
repository_id_str 2145
spelling Ferreira, Ronan Silvahttp://lattes.cnpq.br/7791399239446432Redinz, José Arnaldohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723977U7Martins, Marcelo Lobatohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789678A0Ferreira Junior, Silvio da Costahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763358H3Arashiro, Everaldohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4770225D8Silva, Hallan Souza ehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762374J42015-03-26T13:35:11Z2009-07-072015-03-26T13:35:11Z2009-02-13FERREIRA, Ronan Silva. Quasi-stationary simulations of the contact process on complex networks. 2009. 74 f. Dissertação (Mestrado em Física Teórica e Computacional; Preparação e Caracterização de Materiais; Sensores e Dispositivos.) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.http://locus.ufv.br/handle/123456789/4234The study of the structure and correlations properties among interconnected agents on complex networks has attracted the attention of the Statistical Physics community through investigation of dynamical process on this topologies. These investigations have opened discussions in the literature concerning on the validity of the predictions from mean field (MF) approaches, when these results are compared with those obtained from computer simulations. The contact process (CP) is a toy model for the epidemic spreading on a population. Using the complex network approach, we identify each individual as a network node, while their relations are represented by links among them. In the CP model, each individual may be infected or not, with a probability depending on the epidemic infection rate. This rate can lead to the dissemination of the epidemic at long times or its complete eradication, given that exists also a chance to the infected individuals become healthy, determining a phase free of the disease (absorbing phase) and other in which the disease persists (active). The computer implementation of the CP and different network topologies allows us to compare our results with those predicted by MF theory found in the literature. The main aim of the present work was the study of the finite size scaling theory for the PC in the complex network proposed by Watts-Strogatz (WS) and by Barabási-Albert (BA) by quasistationary simulations. This study provided a set of critical exponents for the characterization on the phase transition absorbing-active on BA network and also on two topologies found at the WS model, namely, small world and random. Although the predictions made by MF approaches have been verified for this set of critical exponents, the phase transition rates obtained was not predicted correctly. This fact is on contrast with others epidemic models, such as SIS and SIR, already studied in the literature on these complex networks.O estudo da estrutura e de propriedades de correlação entre os agentes interligados em uma redes complexas têm atraído o interesse da comunidade de Física Estatística através da investigação de processos dinâmicos nestas topologias. Tais investigações têm aberto discussões na literatura a respeito da validade de previsões feitas a partir de teorias de Campo Médio (CM), quando essas são confrontadas com resultados alcançados através de simulações computacionais. O Processo de Contato (PC) é um modelo matemático para o processo epidêmico sobre uma população. Na abordagem de redes complexas, identificamos cada indivíduo a um nó da rede, enquanto suas relações são representadas pelas ligações entre eles. No PC cada indivíduo pode estar infectado ou não, com uma probabilidade determinada pela taxa de infecção da epidemia. Esta taxa poderá ser capaz de promover a disseminação da doença por tempos longos ou sua erradicação, já que também existe uma chance dos infectados se tornarem saudáveis. Isso levará à demarcação de uma fase livre de doenças (fase absorvente) e outra na qual a doença persiste por longos tempos (fase ativa). Com a implementação computacional do PC em diferentes topologias de rede, pudemos comparar nossos resultados numéricos com as previsões de teorias de CM encontradas na literatura. A principal ênfase do trabalho foi o estudo da teoria de escalonamento de tamanho finito para o PC nas redes complexas propostas por Watts- Strogatz (modelo WS) e por Barabási-Albert (modelo BA), através de simulações quase estacionárias. Deste estudo resultou um conjunto de expoentes críticos que caracterizam a transição de fase absorvente-ativa para a rede BA e também para as topologias mundo pequeno e aleatória encontradas na rede WS. Embora as previsões de CM tenham sido confirmadas para este conjunto de expoentes críticos, as taxas de transição de fase obtidas não foram corretamente preditas. Esse fato está em contraste com outros modelos epidêmicos, tais como SIS e SIR, já investigados na literatura em tais topologias de redes complexas.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraisapplication/pdfporUniversidade Federal de ViçosaMestrado em Física AplicadaUFVBRFísica Teórica e Computacional; Preparação e Caracterização de Materiais; Sensores e Dispositivos.Física estatísticaRedes complexasTrasnsição de faseStatistical PhysicsComplex networksPhase transitionCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADASimulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexasQuasi-stationary simulations of the contact process on complex networksinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdfapplication/pdf1863516https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/1/texto%20completo.pdf003a338b3c84170303353608189d815dMD51TEXTtexto completo.pdf.txttexto completo.pdf.txtExtracted texttext/plain7242https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/2/texto%20completo.pdf.txt124e579e52af40ce8cf7cce452661dbeMD52THUMBNAILtexto completo.pdf.jpgtexto completo.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3527https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/3/texto%20completo.pdf.jpgd5e714c34fb49c40c0b9543687b697cfMD53123456789/42342016-04-10 23:04:26.531oai:locus.ufv.br:123456789/4234Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452016-04-11T02:04:26LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
dc.title.por.fl_str_mv Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Quasi-stationary simulations of the contact process on complex networks
title Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
spellingShingle Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
Ferreira, Ronan Silva
Física estatística
Redes complexas
Trasnsição de fase
Statistical Physics
Complex networks
Phase transition
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
title_short Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
title_full Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
title_fullStr Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
title_full_unstemmed Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
title_sort Simulações quase estacionárias do processo de contato em redes complexas
author Ferreira, Ronan Silva
author_facet Ferreira, Ronan Silva
author_role author
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7791399239446432
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Ronan Silva
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Redinz, José Arnaldo
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723977U7
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv Martins, Marcelo Lobato
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789678A0
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ferreira Junior, Silvio da Costa
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763358H3
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Arashiro, Everaldo
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4770225D8
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Silva, Hallan Souza e
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762374J4
contributor_str_mv Redinz, José Arnaldo
Martins, Marcelo Lobato
Ferreira Junior, Silvio da Costa
Arashiro, Everaldo
Silva, Hallan Souza e
dc.subject.por.fl_str_mv Física estatística
Redes complexas
Trasnsição de fase
topic Física estatística
Redes complexas
Trasnsição de fase
Statistical Physics
Complex networks
Phase transition
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
dc.subject.eng.fl_str_mv Statistical Physics
Complex networks
Phase transition
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
description The study of the structure and correlations properties among interconnected agents on complex networks has attracted the attention of the Statistical Physics community through investigation of dynamical process on this topologies. These investigations have opened discussions in the literature concerning on the validity of the predictions from mean field (MF) approaches, when these results are compared with those obtained from computer simulations. The contact process (CP) is a toy model for the epidemic spreading on a population. Using the complex network approach, we identify each individual as a network node, while their relations are represented by links among them. In the CP model, each individual may be infected or not, with a probability depending on the epidemic infection rate. This rate can lead to the dissemination of the epidemic at long times or its complete eradication, given that exists also a chance to the infected individuals become healthy, determining a phase free of the disease (absorbing phase) and other in which the disease persists (active). The computer implementation of the CP and different network topologies allows us to compare our results with those predicted by MF theory found in the literature. The main aim of the present work was the study of the finite size scaling theory for the PC in the complex network proposed by Watts-Strogatz (WS) and by Barabási-Albert (BA) by quasistationary simulations. This study provided a set of critical exponents for the characterization on the phase transition absorbing-active on BA network and also on two topologies found at the WS model, namely, small world and random. Although the predictions made by MF approaches have been verified for this set of critical exponents, the phase transition rates obtained was not predicted correctly. This fact is on contrast with others epidemic models, such as SIS and SIR, already studied in the literature on these complex networks.
publishDate 2009
dc.date.available.fl_str_mv 2009-07-07
2015-03-26T13:35:11Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2009-02-13
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-03-26T13:35:11Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv FERREIRA, Ronan Silva. Quasi-stationary simulations of the contact process on complex networks. 2009. 74 f. Dissertação (Mestrado em Física Teórica e Computacional; Preparação e Caracterização de Materiais; Sensores e Dispositivos.) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://locus.ufv.br/handle/123456789/4234
identifier_str_mv FERREIRA, Ronan Silva. Quasi-stationary simulations of the contact process on complex networks. 2009. 74 f. Dissertação (Mestrado em Física Teórica e Computacional; Preparação e Caracterização de Materiais; Sensores e Dispositivos.) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
url http://locus.ufv.br/handle/123456789/4234
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.publisher.program.fl_str_mv Mestrado em Física Aplicada
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFV
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Física Teórica e Computacional; Preparação e Caracterização de Materiais; Sensores e Dispositivos.
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:LOCUS Repositório Institucional da UFV
instname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
instname_str Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron_str UFV
institution UFV
reponame_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
collection LOCUS Repositório Institucional da UFV
bitstream.url.fl_str_mv https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/1/texto%20completo.pdf
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/2/texto%20completo.pdf.txt
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/4234/3/texto%20completo.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 003a338b3c84170303353608189d815d
124e579e52af40ce8cf7cce452661dbe
d5e714c34fb49c40c0b9543687b697cf
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)
repository.mail.fl_str_mv fabiojreis@ufv.br
_version_ 1801213107680313344