Loading...

Self-Organized Criticality on Spreading of Cooperative Diseases

Rasouli Mehrabani, Mahdi | 2024

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 58010 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Moghimi Araghi, Saman
  7. Abstract:
  8. The simultaneous outbreak of multiple diseases within complex human societies, especially under synergistic interactions, poses significant challenges in statistical physics and dynamic system modeling. This thesis investigates self-organized criticality in models of two cooperating diseases integrated with the forest fire model. The primary objective is to identify and analyze critical features in complex systems influenced by the concurrent spread of multiple diseases with distinct transmission mechanisms. The proposed model extends existing frameworks by incorporating primary disease transmission probabilities p and cooperative transmission probabilities q, as well as the probability of immunity loss r. Additionally, a lightning-like mechanism is introduced to allow the re-initiation of disease spread before complete recovery, thereby enhancing the system's dynamic complexity. The findings demonstrate that the distribution of immune cluster sizes for both diseases follows power-law distributions independent of the control parameters p and ε = r/f. Moreover, significant fluctuations and multiple peaks in the distributions reflect the emergence of self-organized critical behavior in the system. These results suggest that integrating the spread of two cooperating diseases with the forest fire model can lead to novel features such as oscillatory behaviors and multiple peaks in the distribution of cluster sizes. This highlights the importance of considering the system's history and the complex interactions among various factors in disease spread modeling. Future research can further explore the mechanisms behind peak formation and the impact of structural changes in the network on the system's critical behavior
  9. Keywords:
  10. Self Organized Criticality ; Scale Invariance ; Cooerative Co-Infections ; Wildfire ; Dynamic System Analysis ; Statistical Physics

 Digital Object List

 Bookmark

  • بحرانی بودن و بحرانی بودن خودسامانده
    • بحرانی بودن
      • ویژگی‌های بحرانی بودن
      • چند مثال از بحرانی بودن
    • بحرانی بودن خودسامانده
      • چند مثالی از بحرانی بودن خودسامانده
  • خودساماندهی بحرانی در آتش‌سوزی جنگل
    • مدل آتش‌سوزی جنگل بک، چن، تانگ
      • چرا مدل آتش‌سوزی جنگل بک، چن، تانگ واقعا بحرانی نیست
    • مدل آتش‌سوزی جنگل دروسل و شوابل یا بحرانی بودن خودسامنده در آتش‌سوزی جنگل
      • آیا مدل دروسل و شوابل واقعا بحرانی است؟
    • مسئله شیوع بیماری‌ها و مدل‌سازی آن در فیزیک آماری
      • مدل SIS بیماری‌هایی با ایمنی موقت یا بدون ایمنی
      • مدل SIR ایمنی پایدار پس از بهبودی
      • مدل SIRS بازگشت به مستعد بودن پس از ایمنی موقت
      • مدل SIRS و شباهت با مدل آتش‌سوزی جنگل
  • شیوع بیماری‌های همیار و بحرانی بودن
    • شیوع دو بیماری همیار در سیستم‌های پیچیده
      • انتقال از گذرفاز پیوسته به گذرفاز گسسته
    • مدل‌سازی شیوع دو بیماری همیار
      • دینامیک همیاری
      • مدل‌سازی آماری
      • شبیه‌سازی در شبکه‌های مربعی دو بعدی
    • بحرانی بودن
  • بحرانی بودن خودسامنده در شیوع دو بیماری همیار
    • تلفیق شیوع دو بیماری و آتش‌سوزی جنگل
      • از آتش‌سوزی و شیوع بیماری همیار تا آتش‌سوزی در شیوع بیماری همیار
    • مدل‌ نهایی آتش‌سوزی در شیوع بیماری‌های همیار
      • ساز و کار شبیه‌سازی
      • پیاده‌سازی و چالش‌های محاسباتی
    • بحرانی بودن و رفتار آماری
      • در جستجوی بحرانی بودن خودسامانده
      • افت و خیز و قله‌ها
  • جمع‌بندی و پرسش‌های پیش‌رو
  • مراجع
  • واژه‌نامه
...see more