多尺度随机Eulerian-Lagrangian方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11601381
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The immersed boundary method has been widely used in modeling fluid-structure interaction systems. At the length scale of nano-particles, thermal energy of the aqueous environment becomes significant, and the whole system is subjected to thermal fluctuation. The Stochastic Eulerian Lagrangian Method (SELM), an extension of immersed boundary method to include thermal fluctuations, was developed to solve these problems. However, only temporal and spatial uniform finite difference method has been developed, which greatly limits the application of the method. By introducing both temporal and spatial multiscale technique, we can not only use fine mesh to accurately tracking the detailed movement of the flexible structure while use the coarse mesh to resolve the parts far away from the interested regime, but also introduce new molecular dynamics model to account for the interactions between structure-structure interaction, so that a more accurate method for modeling nano-structures immersed in a fluid can be applied at a relatively lower computational cost. Success of this proposal will not only have a direct impact on development of numerical methods for fluid-structure interaction problems, but also can be widely used in biology, medicine, and material science etc. One direct application is target drug delivery.
侵入边界方法被广泛的应用于流固耦合问题的数值模拟,但当所研究的固体到微观尺度或更小的时候,热能的影响将变得不可忽略,固体和液体将同时收到热扰动的影响。据此,基于侵入边界方法的随机Eulerian-Lagrangian方法(SELM)被开发出来解决这类问题。通过引入多尺度时间空间方法,既可以通过使用细网格更精确追踪固体边界的运动而对远离固体表面的液体部分实行粗网格计算,又可以通过对感兴趣的细分网格区域引入小尺度的时间步骤来模拟出固体结构局部变化,同时,还可以在小范围能引入分子动力学模型来描述固体颗粒之间的相互作用力,从而以较小的计算成本来更准确的模拟微观尺度下固体在液体中的运动。本项目预期成果不仅在数值计算方法开发上具有重要意义,而且可以广泛的应用到生物学,医学和材料学等领域,其中一个主要应用便是靶式药物在血管中的传递问题。

结项摘要

本项目主要开发和应用基于侵入边界方法的随机欧拉拉格朗日方法。主要结果包括,开发了随机欧拉拉格朗日方法的算法在不同边界条件下的应用,并引入自适应网格以提升对特定问题的计算速度,同时探寻了图形计算显卡对提升计算速度的影响,其中一部分已经开源。在应用上,我们探究了微椭球体在管道中的动力学特征,研究了不同横纵轴比的椭球及椭球与管道壁距离之间的影响;固体颗粒间浓度对与其扩散系数的影响,考察了硬球和软球模型下,随固体颗粒浓度的增加对扩散系数的不同影响;此外,我们还尝试和物理实验相结合,探究固体颗粒对打印喷射流的一些影响。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Generation of micro-droplet on demand with reduced sizes by a hybrid pneumatic electrohydrodynamic method
通过混合气动电流体动力学方法按需生成尺寸减小的微滴
  • DOI:
    10.1088/1361-6439/ab68b1
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Journal of Micromechanics and Microengineering
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Wang Yiwei;Bao Weijie;Wang Fei;Zhang Haiyi;Wang Zhihai;Wang Yahong
  • 通讯作者:
    Wang Yahong
基于生成对抗网络的人脸图像翻译
  • DOI:
    10.11784/tdxbz201801034
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴华明;刘茜瑞;王耀宏
  • 通讯作者:
    王耀宏

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其他文献

急性一氧化碳中毒对大鼠脑循环的影响.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国工业医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王耀宏;博士生;赵金垣;责任作者
  • 通讯作者:
    责任作者
外源性一氧化碳对大鼠脑内源性气体信使系统的影响.
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国工业医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王耀宏;博士生;赵金垣;责任作者
  • 通讯作者:
    责任作者
血红素加氧酶的研究进展.
  • DOI:
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  • 期刊:
    环境与职业医学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王耀宏;博士生;赵金垣;责任作者
  • 通讯作者:
    责任作者

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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