莫斯塔法·本达马内;雷蒙·比尔格尔;里卡多·鲁伊斯·拜尔 心电双畴模型的多分辨率时空自适应方案。 (英语) Zbl 1206.92004号 数字。方法部分差异。方程 26,第6期,1377-1404(2010). 总结:心肌组织电活动的双畴模型由一个可能退化的抛物线PDE和一个椭圆PDE组成,分别用于跨膜电位和细胞外电位。这个由两个标量PDE组成的系统由一个时间相关的ODE进行补充,该ODE对选通变量的演化进行建模。在单域模型的较简单子基中,椭圆PDE简化为代数方程。由于双域和单域模型的典型解显示出具有陡峭梯度的波前,我们提出了一种由完全自适应多分辨率方法丰富的有限体积格式,其基本目的是将计算精力集中在解的强变化区域。时间自适应性通过两种替代设备实现,即局部变化的时间步进和Runge-Kutta-Fehlberg型自适应时间积分。一系列数值例子表明,这些方法有效且足够准确,能够以合理的努力模拟心肌组织中的电活动。此外,还讨论了在解的多分辨率表示中丢弃非重要信息的阈值的最佳选择,并从CPU时间加速、内存压缩和不同范数的误差方面测量了该方法的数值效率和精度。 引用于13文件 MSC公司: 92立方厘米05 生物物理学 92年第35季度 与生物学、化学和其他自然科学有关的偏微分方程 65N99型 偏微分方程边值问题的数值方法 92C30型 生理学(一般) 65C20个 概率模型,概率统计中的通用数值方法 92 C50 医疗应用(通用) 37N25号 生物学中的动力系统 65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法 关键词:全自适应多分辨率方案;本地时间步进;抛物线椭圆系统;伦格·库塔·费尔伯格 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Bendahmane}等人,数字。方法部分差异。等式26,No.6,1377--1404(2010;Zbl 1206.92004) 全文: 内政部 arXiv公司 链接 参考文献: [1] 霍奇金,膜电流的定量描述及其在神经传导和兴奋中的应用,《生理学杂志》117页500–(1952)·doi:10.1113/jphysiol.1952.sp004764 [2] 基纳(2009) [3] L.Tung,描述缺血心肌D-C电流的双域模型,麻省理工学院博士论文,马萨诸塞州剑桥,1978年。 [4] Bendahmane,一类退化反应扩散系统和心脏组织双畴模型的分析,Netw Heterog Media 1第185页–(2006)·Zbl 1179.35162号 ·doi:10.3934/nhm.2006.1.185 [5] Colli Franzone,《心电反应扩散系统的空间和时间适应性》,SIAM科学计算杂志28页942–(2006) [6] Colli Franzone,简并进化系统在微观和宏观层面上模拟心脏电场,进化方程、半群和泛函分析,第49–(2002)页·Zbl 1036.35087号 ·doi:10.1007/978-3-0348-8221-74 [7] Domingues,进化PDE的局部时间步进自适应多分辨率方案,《计算物理杂志》227,第3758页–(2008)·Zbl 1139.65060号 [8] Cohen,守恒定律的完全自适应多分辨率有限体积格式,数学Comp 72 pp 183–(2001) [9] Roussel,抛物型偏微分方程的一种保守的全自适应多分辨率算法,《计算物理》杂志188第493页–(2003)·Zbl 1022.65093号 [10] Bendahmane,二维简并反应扩散系统的局部时间步进自适应多分辨率方案,应用数值数学59 pp 1668–(2009)·Zbl 1400.65042号 [11] Bürger,一维强退化抛物方程的全自适应多分辨率格式,M2AN数学模型数值分析42 pp 535–(2008) [12] Bürger,具有不连续通量的强退化抛物型方程的全自适应多分辨率格式,J Engrg Math 60 pp 365–(2008)·Zbl 1137.65393号 [13] Cherry,使用自适应网格细化方法高效模拟三维各向异性心脏组织,Chaos 13 pp 853–(2003)·Zbl 1080.92513号 [14] Chen,非线性抛物/椭圆系统模型趋化解的整体存在性和爆破,IMA J Appl Math 70 pp 221–(2005)·Zbl 1103.35039号 [15] Bourgault,心脏电生理学中使用的双畴模型解的存在性和唯一性,Nonlin Ana Real World Appl 10 pp 458–(2009) [16] Quan,通过区域分解有效集成真实二维心脏组织模型,IEEE Trans-Bomedid Eng 45 pp 372–(1998) [17] Sundnes,求解耦合到躯干体积导体模型的bidomain方程的算子分裂方法,Math Biosci 194 pp 233–(2005)·Zbl 1063.92018年 [18] Skouibine,模拟心肌活性双畴片除颤的高效数值模型,Math Biosci 166第85页–(2000)·Zbl 0963.92019号 [19] Berger,双曲型偏微分方程的自适应网格加密,《计算物理杂志》53页482–(1984)·兹伯利0536.65071 [20] Colli Franzone,计算心电学中反应扩散系统的并行求解器,数学模型方法应用科学14 pp 883–(2004)·Zbl 1068.92024号 [21] Saleheen,非均匀各向异性心脏组织的新三维有限差分双畴公式,IEEE Trans-Bomedid Eng 45 pp 15–(1998) [22] Harten,双曲守恒律数值解的多分辨率算法,Comm Pure Appl Math 48第1305页–(1995)·Zbl 0860.65078号 ·doi:10.1002/cpa.3160481201 [23] 缪勒,《保护法的自适应多尺度方案》(2003年)·Zbl 1016.76004号 ·doi:10.1007/978-3642-18164-1 [24] Chiavassa,自适应网格细化理论与应用,第137页–(2003年) [25] Dahmen,守恒定律的多分辨率方案,《数值数学》88第399页–(2001)·Zbl 1001.65104号 [26] Müller,采用局部变化时间步长的守恒定律的完全自适应多尺度方案,《科学计算杂志》30页493–(2007)·Zbl 1110.76037号 [27] Sundnes,《计算心脏的电活动》(2006年) [28] 米切尔,心肌膜动力学的双流模型,《公牛数学生物学》65页767–(2001) [29] Colli Franzone,用心脏双畴和单畴模型模拟兴奋、复极和动作电位持续时间的模式,Math Biosci 197第35页–(2005)·Zbl 1074.92004号 [30] Johnston,简化心脏组织双畴模型中假设的效果:应用于部分缺血期间ST段移位,Math Biosci 198,第97页–(2005)·Zbl 1076.92028号 [31] Bendahmane,心脏组织双畴模型有限体积方案的收敛性,应用数值数学59 pp 2266–(2009)·兹比尔1165.92005 [32] Y.Coudière、C.Pierre和R.Turpault,用三维离散对偶有限体积法求解心电学的完全耦合心脏和躯干问题。HAL预印本(2006),可从http://hal.archives-ouvertes.fr/ccsd-00016825。 [33] M.Bendahmane、R.Bürger和R.Ruiz-Baier,各向同性电导介质中心脏传播的有限体积格式。康塞普西翁大学预印本;已提交·Zbl 1192.92002号 [34] Pennacchio,心脏兴奋过程反应扩散系统的有效代数解,J Comput Appl Math 145第49页–(2002)·Zbl 1006.65102号 [35] Moore,抛物微分系统的自适应有限元方法:三维空间求解中的一些算法考虑,SIAM J Sci Compute 21 pp 1567–(2000)·Zbl 0969.65090号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。