Investigación numérica de algunas reducciones para el modelo de Gatenby-Gawlinski
Autores: Mascia, Corrado; Moschetta, Pierfrancesco; Simeoni, Chiara
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación numérica de algunas reducciones para el modelo de Gatenby-Gawlinski
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Reducciones
Marco matemático
Perspectiva computacional
Frentes de invasión
Estrategia numérica
Estimación de la velocidad de onda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Se proponen dos reducciones (consecutivas) del modelo completo de Gatenby-Gawlinski para la invasión del cáncer con el fin de investigar el marco matemático, principalmente desde una perspectiva computacional. Después de una breve descripción general del modelo completo, procedemos examinando el caso de una reducción basada en dos ecuaciones y otra basada en una ecuación, ambas obtenidas mediante una suposición de estado estacionario cuasi. Nos enfocamos en los frentes de invasión, explotando una estrategia numérica basada en una aproximación de volumen finito, y realizamos simulaciones computacionales correspondientes para estudiar la nitidez/suavidad de las ondas viajeras. Luego, empleamos una estimación de velocidad de onda promediada en el espacio, conocida como fórmula de LeVeque-Yee, para abordar cuantitativamente el fenómeno de propagación. En cuanto al modelo basado en una ecuación, proponemos una ecuación de reacción-difusión degenerada escalar, que resulta ser efectiva para recuperar cualitativamente las tendencias típicas que surgen del modelo de Gatenby-Gawlinski. Finalmente, realizamos algunas pruebas numéricas en un caso específico donde la solución analítica está disponible.
Descripción
Se proponen dos reducciones (consecutivas) del modelo completo de Gatenby-Gawlinski para la invasión del cáncer con el fin de investigar el marco matemático, principalmente desde una perspectiva computacional. Después de una breve descripción general del modelo completo, procedemos examinando el caso de una reducción basada en dos ecuaciones y otra basada en una ecuación, ambas obtenidas mediante una suposición de estado estacionario cuasi. Nos enfocamos en los frentes de invasión, explotando una estrategia numérica basada en una aproximación de volumen finito, y realizamos simulaciones computacionales correspondientes para estudiar la nitidez/suavidad de las ondas viajeras. Luego, empleamos una estimación de velocidad de onda promediada en el espacio, conocida como fórmula de LeVeque-Yee, para abordar cuantitativamente el fenómeno de propagación. En cuanto al modelo basado en una ecuación, proponemos una ecuación de reacción-difusión degenerada escalar, que resulta ser efectiva para recuperar cualitativamente las tendencias típicas que surgen del modelo de Gatenby-Gawlinski. Finalmente, realizamos algunas pruebas numéricas en un caso específico donde la solución analítica está disponible.