网格嵌入式算法在阿尔茨海默症数值模拟中的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:smuwenwen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种中枢神经系统的退行性疾病,这种疾病会给人们生活带来极大的困扰,其发病机制十分复杂。因此通过对神经元周围物质浓度进行建模分析,有助于探究其发病机制。本文首先介绍了阿尔茨海默症的基本模型,该模型为两种物质f和g相互影作用的模型:f促进g的产生,g抑制f的产生。然后分析得到求解该模型的最大的难点为拉普拉斯算子的求解,以及用于求解阿尔茨海默症模型的网格嵌入式算法的基本思想为有限体积法。为了更进一步加深对问题的理解,从简到难对问题进行分析,先以包含拉普拉斯算子的泊松方程为例,使用有限体积法对泊松方程求解,分析得出泊松方程的一维和二维的离散格式,对区域边界采用二次插值的方法求解未知单元,使用MATLAB得到了一维二维数值模拟的结果,计算了不同网格点数的误差的二范数,得到该方法的收敛阶为二阶,在理论上通过泰勒展开的方式研究了通量的截断误差为二阶,对误差进行分析,得到该数值方法是二阶收敛的。然后,使用网格嵌入式算法,针对不同的边界问题,分别在泊松方程一维二维的边界条件下,分析了不同切割单元的处理方法,采用二次插值的方法计算出边界未知单元的估计值,通过数值模拟的方式得到了一维二维数值模拟的结果,计算了不同网格点数的误差的二范数,得到该方法收敛阶为二阶,通过对比不规则物体在所研究区域不同位置的情况,发现其位置与误差的大小无关。在理论上通过泰勒展开的方式研究了通量的截断误差为二阶,对误差进行分析,得到该数值方法是二阶收敛的。最后,使用不动点策略的Crank-Nicolson方法的迭代形式给出阿尔茨海默症的数值求解算法,使用网格嵌入式算法对阿尔茨海默症模型进行数值模拟,分给出了两种扩散系数不同的情况:当扩散系数小时,促进神经元交流的物质f最终会消失,神经元的活性会变得很低,神经元之间的交流停滞,加剧阿尔茨海默症的发展,当扩散系数大时,促进神经元交流的物质f和阻碍物质f产生的物质g会最终会处于一个相对平衡的状态,神经元会保持一定的活性,神经元之间可以交流正常。
其他文献
背景:古往今来人们一直寻求探索其中的机理并试图去减缓个体衰老的进展。在现在老年人数如此众多的社会现状下,越来越多的研究表明,老龄个体更容易发生多种病理改变从而引发
依托自然形象抒发情感,表达思想,是诗歌创作中常用的艺术手段。自然界可选取的形象多种多样,例如德国文学中的森林和法国文学中的溪流,而海洋是俄罗斯文学中最受欢迎的形象之
重力梯度信息涵盖对大地测量与地球物理学很重要的重力场信息,在灾害预警、资源勘探和航天探潜等方面发挥着突破性的作用。本文以重力梯度仪的核心部件重力梯度传感器为研究
绩效管理对于企业来说是内部完善、内部更新的不竭动力,能够为企业员工起到良好的引导,从而使得员工能够为企业发展贡献自身能力与精力,保障企业持续发展和竞争优势的获取。因此,加强与优化企业绩效管理应该提升到战略管理的层面,从管理者到员工都应引起充分的重视。本研究将大港油田S工程设计公司作为研究对象,通过访谈与问卷调查分析其绩效管理的现状与问题,并为其绩效管理体系优化提出相应的对策与建议。现阶段,大港油田
表面等离激元是金属中自由电子和电磁场共谐震荡量子化后的准粒子,能将电磁场约束在金属表面附近,可突破传统衍射极限,具有极大的局域场增强效应,能有效的增强光与物质的相互作用。自发辐射和能级移动不仅是量子电动力学最基本的内容,也是许多应用研究的基础。理论上,自发辐射率和能级移动可用格林函数表达,本文提出了一种基于有限元法的耗散结构中重整化格林函数和散射格林函数的准确计算方法;利用相减的Kramers-K
目的:乳腺癌是仅次于肺癌的第二大容易发生脑转移的恶性肿瘤,随着诊治水平的提升,复发转移的乳腺癌患者生存时间明显延长,显著增加了患者发生脑转移的机会,因而,乳腺癌脑转移
目的本研究的目的是通过比较双绒三羊三胎妊娠孕妇采用射频减胎和氯化钾减胎两种不同方法减胎的妊娠结局,从而为双绒三羊三胎妊娠的孕妇减胎方式的选择提供更好的指导。方法
[目 的]对比血管腔内治疗和物理保守治疗在非血栓性髂静脉受压综合征(NIVCS)合并轻症下肢静脉曲张的患者中的临床疗效,了解对NIVCS进行早期干预是否可以缓解或遏制下肢静脉曲
乳腺癌是世界上第二大常见癌症,也是女性中最常见的癌症,威胁着女性生命健康。就目前而言,化疗依旧是常用治疗手段。然而,受一些因素的阻碍,化疗的疗效不佳,如大部分化疗药物
可展机构是大型折展天线、通信卫星平台、空间伸展臂、太空太阳能帆板等许多重大高端装备的核心构架。随着我国太空活动的迅猛发展,对大尺度、高精度、高刚度、高稳定性、轻量化的可展机构的需求越来越迫切。伞状是可展机构最经典外形之一,在航天装备中有着广泛的应用。因此,伞状可展机构的构型创新对促进我国空间可展装备的发展具有重要意义。但传统的伞状可展机构主要是刚度较低的肋式支撑连杆机构。而到目前为止,可用来构建高