数学 > 数值分析
[提交于 2025年4月8日
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标题: 保结构的LDG离散化Fisher-Kolmogorov方程用于神经退行性疾病建模
标题: A structure-preserving LDG discretization of the Fisher-Kolmogorov equation for modeling neurodegenerative diseases
摘要: 本文提出了一种保结构、高阶、无条件稳定的数值方法,用于在多边形网格上逼近Fisher-Kolmogorov方程的解,特别关注其在模拟神经退行性疾病中错误折叠蛋白传播的应用。 通过引入熵变量重新构建模型问题,以确保解的正性、有界性和满足离散熵稳定性不等式。该方案结合了多边形网格上的局部间断Galerkin方法进行空间离散化,并使用$\nu$步向后差分公式进行时间积分。 讨论了实现细节,包括牛顿迭代产生的线性系统的详细推导。 通过广泛的数值测试展示了所提方法的精度和鲁棒性。 最后,通过从MRI数据分割出的二维脑几何形状中模拟\textalpha{}-突触核蛋白传播的仿真,展示了该方法的实际性能,为建模突触病(如帕金森病)以及更普遍的神经退行性疾病提供了一个相关的计算框架。
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