Hyperedge size-driven multiscale epidemic dynamics on hypergraphs

基本再生数 成对比较 传输(电信) 统计物理学 比例(比率) 蒙特卡罗方法 计算机科学 分叉 流行病模型 常量(计算机编程) 数学 群(周期表) 传输速率 疾病传播 班级(哲学) 动力学(音乐) 应用数学 变化(天文学) 人类免疫缺陷病毒(HIV) 数学优化
作者
Shu-Ling Yan,Yun-Fei Wang,Yihong Li,Xiao-Feng Luo,Junyuan Yang,Gui-Quan Sun
出处
期刊:Chaos [American Institute of Physics]
卷期号:36 (1)
标识
DOI:10.1063/5.0307432
摘要

Infectious diseases pose a significant threat to global health security. Higher-order networks have recently emerged as a powerful framework to capture group-based transmission processes. Conventional studies often assume that transmission probabilities scale with group size; however, such probabilities may in fact remain constant due to intrinsic epidemiological properties. In other words, the apparent variation of transmission probabilities may instead arise from additive effects which may stem from time scale variations for various group sizes based on the existing studies. The group-size based multiscale influence on the dynamics is unclear. To elucidate this mechanism, we propose a multiscale epidemic model on hypergraphs incorporating two- and three-body interactions, where transmission intensities are used to unify heterogeneous temporal scales. Two extreme mechanisms are analyzed: individual and group transmission models. We derive the basic reproduction number R0 and perform bifurcation analysis. Our results reveal that R0 depends on both pairwise and triadic transmission intensities and yields only forward bifurcation in individual transmission, whereas in group transmission R0 depends solely on the latter but exhibits backward bifurcation. Subsequently, Monte Carlo simulations validate the models' rationality and further numerical simulations demonstrate that triadic transmission intensity markedly alters the basic reproduction number, steady states, and region distributions of the solutions. These findings highlight how additive effects of group interactions drive multiscale epidemic dynamics, offering new insights into higher-order mechanisms underlying infectious disease spread.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
火星完成签到 ,获得积分0
9秒前
求知小生完成签到 ,获得积分10
13秒前
威武幼荷完成签到 ,获得积分10
17秒前
Raye完成签到,获得积分10
20秒前
超级烨磊完成签到,获得积分10
21秒前
liu完成签到,获得积分10
23秒前
孙老师完成签到 ,获得积分10
24秒前
26秒前
美少女王钢蛋完成签到 ,获得积分10
32秒前
lb发布了新的文献求助10
32秒前
eternal_dreams完成签到 ,获得积分10
33秒前
贲孱完成签到,获得积分10
34秒前
一口气吃七碗饭完成签到 ,获得积分10
41秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
42秒前
42秒前
superspace完成签到 ,获得积分10
48秒前
儒雅的豁完成签到,获得积分10
50秒前
孙畅完成签到 ,获得积分10
51秒前
兰瓜瓜完成签到,获得积分10
54秒前
何何完成签到,获得积分10
57秒前
真实的画板完成签到 ,获得积分10
58秒前
程阳洋完成签到,获得积分10
59秒前
姬昌完成签到,获得积分10
1分钟前
11_aa完成签到 ,获得积分10
1分钟前
XU博士完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI6.2应助躎儞采纳,获得10
1分钟前
尹冰露完成签到,获得积分10
1分钟前
姬昌发布了新的文献求助10
1分钟前
田小甜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Fyh19901116完成签到,获得积分10
1分钟前
dawn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
躎儞完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
漂亮忆曼完成签到,获得积分10
1分钟前
Aveline完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小马甲应助linzx009采纳,获得10
1分钟前
狂野的采梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
XX完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7711544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9267752
关于积分的说明 20067972
捐赠科研通 7288109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297250
关于科研通互助平台的介绍 2451795
邀请新用户注册赠送积分活动 2304252