基于并行整体区域分解方法的动脉壁药物-力学相互作用计算框架
数值分析
2023-07-07 v1 计算工程、金融与科学
分布式、并行与集群计算
数值分析
摘要
本文提出一个计算框架，用于数值模拟降压药物（特别是钙通道阻滞剂）对动脉壁力学响应的影响。对 Uhlmann 和 Balzani 的拉伸依赖平滑肌模型进行修改，以描述药物与平滑肌激活抑制的相互作用。随后使用有限元软件 FEDDLib 和来自 Trilinos 包 FROSch 的重叠 Schwarz 预条件子求解耦合变形-扩散问题。这些预条件子包括高度可扩展的并行 GDSW（广义 Dryja-Smith-Widlund）和 RDSW（简化 GDSW）预条件子。模拟结果显示，由于药物诱导的平滑肌收缩减少，理想化动脉管腔直径如预期增加，且在钙通道阻滞剂存在下动脉收缩速率降低。本文还分析了所得计算实现的强并行可扩展性与弱并行可扩展性。
引用
@article{arxiv.2307.02972,
title = {A computational framework for pharmaco-mechanical interactions in arterial walls using parallel monolithic domain decomposition methods},
author = {Daniel Balzani and Alexander Heinlein and Axel Klawonn and Jascha Knepper and Sharan Nurani Ramesh and Oliver Rheinbach and Lea Sassmannshausen and Klemens Uhlmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02972},
year = {2023}
}