lifex-ep：一种鲁棒高效的心脏电生理仿真软件
数值分析
2023-08-04 v1 数值分析
摘要
模拟心脏功能需要多物理场和多尺度数学模型的数值求解。这凸显了对精简、准确和高性能计算工具的需求。尽管各研究团队付出了专门努力，用于心脏仿真的全面且用户友好的软件程序在科学界中仍尚未完全成熟。本工作介绍lifex-ep，一款公开可用的软件，用于生理和病理条件下心肌电生理活动的数值仿真。lifex-ep采用单域方程建模心脏电活动，包含现象学和第二代离子模型。这些模型在四面体或六面体网格上采用有限元方法离散。此外，lifex-ep集成了基于Laplace-Dirichlet规则方法（先前发布于Africa等人2023年的lifex-fiber中）的心肌纤维生成。本文简要概述lifex-ep背后的数学模型与数值方法，以及完整的实现细节和用户说明。lifex-ep具有优异的并行加速比，在使用多达数千核时高效扩展，其实现已针对计算电生理学的既定基准问题验证。我们通过多种理想化和真实仿真展示lifex-ep的关键特性。lifex-ep提供用户友好且灵活的接口，为广泛用户群体提供便捷的心脏电生理仿真途径，在高性能框架内集成了用于心脏电生理仿真的模型和精确方法，同时保持用户友好界面。
引用
@article{arxiv.2308.01651,
title = {lifex-ep: a robust and efficient software for cardiac electrophysiology simulations},
author = {Pasquale C. Africa and Roberto Piersanti and Francesco Regazzoni and Michele Bucelli and Matteo Salvador and Marco Fedele and Stefano Pagani and Luca Dede' and Alfio Quarteroni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.01651},
year = {2023}
}