Published August 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Mathematical modeling and simulation for malaria disease transmission using the CF fractional derivative

Creators

  • 1. King Khalid University
  • 2. Government College University, Faisalabad
  • 3. Riphah International University
  • 4. National University of Modern Languages
  • 5. Imam Mohammad ibn Saud Islamic University

Description

A major global health problem continues to be malaria, a disease that can be fatal brought on by Plasmodium parasites and spread by the bite of infected Anopheles mosquitoes. We provide a deterministic mathematical model in this study to simulate the dynamics of malaria transmission between humans and mosquitoes. We present a new compartment for hospitalized patients as well as fractional calculus. The next-generation matrix technique is used to obtain the fundamental reproduction number, R0, and stability conditions for the model's equilibrium points are derived. Both locally and globally, the sensitivity analysis for the fundamental reproduction number R0 is satisfied. In MAPLE, the Runge–Kutta fourth-order approach is used to simulate the model.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لا تزال الملاريا تمثل مشكلة صحية عالمية رئيسية، وهو مرض يمكن أن يكون مميتًا بسبب طفيليات المتصورة وينتشر عن طريق لدغة بعوض الأنوفيليس المصاب. نقدم نموذجًا رياضيًا حتميًا في هذه الدراسة لمحاكاة ديناميكيات انتقال الملاريا بين البشر والبعوض. نقدم حجرة جديدة للمرضى في المستشفى بالإضافة إلى حساب التفاضل والتكامل الجزئي. يتم استخدام تقنية مصفوفة الجيل التالي للحصول على رقم التكاثر الأساسي، R0، ويتم اشتقاق ظروف الاستقرار لنقاط توازن النموذج. على الصعيدين المحلي والعالمي، يتم استيفاء تحليل الحساسية لرقم الاستنساخ الأساسي R0. في القيقب، يتم استخدام نهج رونج كوتا من الدرجة الرابعة لمحاكاة النموذج.

Translated Description (French)

Un problème de santé mondial majeur continue d'être le paludisme, une maladie qui peut être mortelle causée par les parasites Plasmodium et se propager par la piqûre de moustiques anophèles infectés. Nous fournissons un modèle mathématique déterministe dans cette étude pour simuler la dynamique de la transmission du paludisme entre les humains et les moustiques. Nous présentons un nouveau compartiment pour les patients hospitalisés ainsi que le calcul fractionnaire. La technique de la matrice de prochaine génération est utilisée pour obtenir le nombre fondamental de reproduction, R0, et les conditions de stabilité pour les points d'équilibre du modèle sont dérivées. À la fois localement et globalement, l'analyse de sensibilité pour le nombre fondamental de reproduction R0 est satisfaite. Chez MAPLE, l'approche Runge–Kutta de quatrième ordre est utilisée pour simuler le modèle.

Translated Description (Spanish)

Un importante problema de salud mundial sigue siendo la malaria, una enfermedad que puede ser mortal provocada por los parásitos Plasmodium y propagada por la picadura de mosquitos Anopheles infectados. Proporcionamos un modelo matemático determinista en este estudio para simular la dinámica de la transmisión de la malaria entre humanos y mosquitos. Presentamos un nuevo compartimento para pacientes hospitalizados así como cálculo fraccional. La técnica de matriz de próxima generación se utiliza para obtener el número de reproducción fundamental, R0, y se derivan las condiciones de estabilidad para los puntos de equilibrio del modelo. Tanto a nivel local como global, se satisface el análisis de sensibilidad para el número de reproducción fundamental R0. En MAPLE, se utiliza el enfoque de cuarto orden de Runge–Kutta para simular el modelo.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
النمذجة الرياضية والمحاكاة لانتقال مرض الملاريا باستخدام مشتق CF الكسري
Translated title (French)
Modélisation mathématique et simulation pour la transmission de la maladie du paludisme à l'aide du dérivé fractionnaire CF
Translated title (Spanish)
Modelado y simulación matemática para la transmisión de la enfermedad de la malaria utilizando la derivada fraccionaria de la FQ

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399218038
DOI
10.1016/j.aej.2024.05.055

Is supplement to
https://openalex.org/W4367362025 (Other)
https://openalex.org/W3049300385 (Other)
https://openalex.org/W2416906960 (Other)
https://openalex.org/W2386208584 (Other)
https://openalex.org/W2347627655 (Other)
https://openalex.org/W2115261803 (Other)
https://openalex.org/W2108574175 (Other)
https://openalex.org/W2089892488 (Other)
https://openalex.org/W2050580331 (Other)
https://openalex.org/W1477123016 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1526793251
  • https://openalex.org/W1980712697
  • https://openalex.org/W2016497492
  • https://openalex.org/W2036394526
  • https://openalex.org/W2041572706
  • https://openalex.org/W2059215388
  • https://openalex.org/W2089781823
  • https://openalex.org/W2092556642
  • https://openalex.org/W2093951294
  • https://openalex.org/W2102798763
  • https://openalex.org/W2106330808
  • https://openalex.org/W2112680994
  • https://openalex.org/W2159026214
  • https://openalex.org/W2165151302
  • https://openalex.org/W2551347115
  • https://openalex.org/W2595016700
  • https://openalex.org/W2809112608
  • https://openalex.org/W2916344137
  • https://openalex.org/W2963010124
  • https://openalex.org/W3082089300
  • https://openalex.org/W3111583330
  • https://openalex.org/W3135409683
  • https://openalex.org/W3160362928
  • https://openalex.org/W3173814906
  • https://openalex.org/W3202555162
  • https://openalex.org/W3207442886
  • https://openalex.org/W4206758650
  • https://openalex.org/W4210274926
  • https://openalex.org/W4281263564
  • https://openalex.org/W4298396048
  • https://openalex.org/W4308311168
  • https://openalex.org/W4311183410
  • https://openalex.org/W4312236706
  • https://openalex.org/W4318570825
  • https://openalex.org/W4318571173
  • https://openalex.org/W4383428564
  • https://openalex.org/W4389359572
  • https://openalex.org/W4390418112
  • https://openalex.org/W4390652336
  • https://openalex.org/W4391519491
  • https://openalex.org/W4396891727