rutnätsstrukturer

Rutnätsstrukturer är en typ av nätverk där noder är placerade i ett regelbundet rutmönster, vanligtvis i två dimensioner som kvadratiska eller rektangulära galler. Kantningarna i nätverket kopplar samman grannarna, ofta i fyra riktningar (norr, söder, öster och väster), vilket ger en regelbunden topologi som underlättar analys och beräkningar.

I en tvådimensionell kvadratisk rutnätsstruktur har interna noder oftast fyra grannar, medan noder vid kanten eller hörnet har färre. Utöver den enkla kvadratiska modellen kan man använda olika varianter, till exempel tre-dimensionella gitter (kubiska) eller diagonala kopplingar som ger ett så kallat åttänktsnätverk. Slutna gränser kan göras genom periodiska kopplingar (wrap-around), vilket bildar ett tortnät i teoretiska studier.

Egenskaperna hos rutnätsstrukturer gör dem lätta att simulera och analysera. Avstånd mellan noder växer ungefär proportionellt med sidan av galleriet, och ofta har nätverket en relativt låg klustrings-grad jämfört med mer hub-baserade topologier. Den regelbundna topologin underlättar algoritmisk planering av rutter och beräkningar i numeriska metoder.

Användningsområden är många. Inom urban planering används rutnätsplaner för gatunät i städer som historiskt följer ett gridmönster. Inom dator- och telekommunikation används rutnätsbaserade topologier i mesh-nätverk och i simuleringar av flöden och belastningar. Inom fysik och matematik används rutnätsmodeller i simuleringar av magnetiska system (till exempel Ising-modellen) och i perkolationsstudier. Rutnätsstrukturer ger en balanserad kombination av enkelhet och förutsägbarhet i modellering och analys.