Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2504.05784

帮助 | 高级搜索

数学 > 数值分析

arXiv:2504.05784 (math)
[提交于 2025年4月8日 ]

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

Authors:Paola F. Antonietti, Mattia Corti, Sergio Gómez, Ilaria Perugia
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。
摘要: This work presents a structure-preserving, high-order, unconditionally stable numerical method for approximating the solution to the Fisher-Kolmogorov equation on polytopic meshes, with a particular focus on its application in simulating misfolded protein spreading in neurodegenerative diseases. The model problem is reformulated using an entropy variable to guarantee solution positivity, boundedness, and satisfaction of a discrete entropy-stability inequality at the numerical level. The scheme combines a local discontinuous Galerkin method on polytopal meshes for the space discretization with a $\nu$-step backward differentiation formula for the time integration. Implementation details are discussed, including a detailed derivation of the linear systems arising from Newton's iteration. The accuracy and robustness of the proposed method are demonstrated through extensive numerical tests. Finally, the method's practical performance is demonstrated through simulations of \textalpha{}-synuclein propagation in a two-dimensional brain geometry segmented from MRI data, providing a relevant computational framework for modeling synucleopathies (such as Parkinson's disease) and, more generally, neurodegenerative diseases.
主题: 数值分析 (math.NA)
MSC 类: 65M60, 65N22, 35Q92
引用方式: arXiv:2504.05784 [math.NA]
  (或者 arXiv:2504.05784v1 [math.NA] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.05784
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sergio Gomez [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 4 月 8 日 08:10:42 UTC (16,491 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
math.NA
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-04
切换浏览方式为:
cs
cs.NA
math

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号