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细胞迁移的积分-微分非局部模型及其有效数值解。 (英语) Zbl 1524.92017年

摘要:细胞迁移是多种生理和病理现象中的基本现象,在生物医学工程中也得到了利用。在这方面,我们在这里提出了一个混合非局部积分微分模型,其中由具有方向的点粒子再现的代表细胞在来自环境变量的信号下在平面域上移动。从数值角度来看,非定域性意味着需要评估积分项,由于环境条件和/或细胞传感区域的异质性,积分项可能呈现非正则被积函数。考虑到多细胞应用,我们在此提出了一种能够处理此类非规则性的稳健计算方法。该程序基于低阶Runge-Kutta方法和特别的高斯-勒根德求积规则的应用。然后通过选定的基准设置测试计算方法的准确性和效率。在这种情况下特别的求积规则的应用表明,对于以极低数量的求积节点获得高精度至关重要标准Gauss-Legendre求积公式,从而降低了总体计算成本。最后,该方法与三次样条插值方案进一步耦合,该插值方案允许处理可能较差的(即点定义的)分子空间信息。所进行的模拟(也考虑了不同的场景)显示了分子变量的插值如何影响整个方法的效率,并进一步证明了所建议的程序。

理学硕士:

92立方厘米 细胞运动(趋化性等)
45J05型 积分常微分方程
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
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全文: 内政部

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