各向异性多孔结构的建模方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61572021
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0209.计算机图形学与虚拟现实
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The porous structure is very common in nature, and widely used in engineering and design. Modeling of porous structure is the core foundation in functional materials research and development, porous media studies, manufacturing of porous structure with three-dimensional printing and art design of porous structures. However, due to complex shape and topology of porous structure, the geometric modeling of the porous structure is extremely hard, which faces the problems, such as insufficient ability to describe the complex structure, unable to perform control and optimization on high-level on the geometric or mechanical properties of porous and also the resultant large-scale computing. This project will focus on the research and development of high-level modeling method of anisotropic porous structure based on the level set and texture synthesis method, in which the geometry, topology and mechanical properties can be guided and optimized guided by the anisotropic tensor field obtained from interactive design or stress analysis. The research topics include geometric modeling of porous structure based on level set and texture synthesis, design and control of anisotropy tensor field, local control of connectivity in the anisotropic porous structure, qualitative and quantitative description of the porous structure and also the integration and verification of the code system based on the related models and algorithms. The completion of this project will provide an effective modeling approach for porous structure design and satisfy the requirement of generating highly optimized porous structure in various applications.
多孔结构在自然界中极为常见,也广泛使用于设计和工程领域。多孔结构的建模是进行功能材料研发、多孔介质研究、多孔结构三维打印制造及多孔类艺术品设计等的核心问题。但是由于多孔结构的复杂几何和拓扑形态,多孔结构的建模面临模型描述能力不足、难以进行高层次几何或力学特性控制和优化设计及大规模计算等带来的若干瓶颈问题,是国际公认的难度大、探索性强的基础问题。本项目将基于水平集和纹理合成方法,利用交互设计或应力分析引导的各向异性张量场产生含有多孔结构的模型,研究几何、拓扑和力学特性可高层次优化设计的各向异性多孔结构建模方法。主要研究基于水平集和纹理合成的多孔结构几何建模模型,各向异性张量场的设计和控制,多孔结构的局部连通性控制,多孔结构的数学定性定量描述等关键技术,并对相关模型和算法进行系统集成和测试验证。本项目的完成将为多孔结构设计提供有效的建模方法,满足各种应用中对生成高度优化的多孔结构模型的需求。

结项摘要

本项目针对自然界中极为常见且广泛使用于设计和工程领域的多孔结构进行建模。多孔结构的建模是进行功能材料研发、多孔介质研究、多孔结构三维打印制造及多孔类艺术品设计等的核心问题。但是由于多孔结构的复杂几何和拓扑形态,多孔结构的建模面临模型描述能力不足、难以进行高层次几何或力学特性控制和优化设计及大规模计算等带来的若干瓶颈问题,是国际公认的难度大、探索性强的基础问题。本项目提出了一种对曲面进行纹理装饰和三维打印的新方法,一种从小尺寸多孔结构微CT数据三维样本产生一个大尺寸的多孔结构材料的方法,并设计了一种可视化方法分析多孔结构,建立多孔材料进行物理模型,各向异性张量场中Voronoi剖分的计算方法、结构力学性能优化,以及带容限重心Power剖分的高效计算方法研究。本项目为多孔结构设计提供有效的建模方法,满足各种应用中对生成高度优化的多孔结构模型的需求,同时实现了多孔结构几何建模模型,各向异性张量场的设计和控制,多孔结构的局部连通性控制,多孔结构的数学定性定量描述等关键技术,并对相关模型和算法进行系统集成和测试验证,本项目共发表论文7篇,其中7篇sci。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Centroidal Power Diagrams with Capacity Constraints: Computation, Applications, and Extension
具有容量约束的质心功率图:计算、应用和扩展
  • DOI:
    10.1145/2980179.2982428
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACM Transactions on Graphics
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xin Shi-Qing;Levy Bruno;Chen Zhonggui;Chu Lei;Yu Yaohui;Tu Changhe;Wang Wenping
  • 通讯作者:
    Wang Wenping
Visualization of Bubble Formation in Porous Media
多孔介质中气泡形成的可视化
  • DOI:
    10.1109/tvcg.2018.2864506
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Hui Zhang;Steffen Frey;Holger Steeb;David Uribe;Thomas Ertl;Wenping Wang
  • 通讯作者:
    Wenping Wang
Isotropic and anisotropic elasticity and yielding of 3D printed material
3D 打印材料的各向同性和各向异性弹性和屈服性
  • DOI:
    10.1016/j.compositesb.2016.06.009
  • 发表时间:
    2016-08-15
  • 期刊:
    COMPOSITES PART B-ENGINEERING
  • 影响因子:
    13.1
  • 作者:
    Zou, Rui;Xia, Yang;Shan, Chunlai
  • 通讯作者:
    Shan, Chunlai
By example synthesis of three-dimensional porous materials
三维多孔材料的合成实例
  • DOI:
    10.1016/j.cagd.2017.03.015
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    Computer Aided Geometric Design
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Zhang Hui;Chen Weikai;Wang Bin;Wang Wenping
  • 通讯作者:
    Wang Wenping
Printable 3D Trees
可打印 3D 树
  • DOI:
    10.1111/cgf.13269
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Computer Graphics Forum
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Z. Bo;L. Lu;A. Sharf;Y. Xia;O. Deussen;B. Chen
  • 通讯作者:
    B. Chen

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其他文献

粉煤灰电选脱炭技术的研究现状及展望
  • DOI:
    10.16447/j.cnki.cpt.2018.06.001
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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Preparation of a novel composite material by emulsion polymerization of vinyl acetate and vinyl polyhedral oligomeric silsesquioxane
醋酸乙烯酯与乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷乳液聚合制备新型复合材料
  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    王文平
  • 通讯作者:
    王文平
联合超声评分法在鉴别颈部转移性淋巴结中的应用价值
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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桃生长素反应因子和生长素/吲哚乙酸蛋白家族基因的克隆及表达分析
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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中国瘤棘奈氏虫种群密度和形态特征的时空差异及其影响因子
  • DOI:
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    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    王文平;高肖飞;陈辉煌;任可欣;金磊;杨军
  • 通讯作者:
    杨军

其他文献

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王文平的其他基金

保形网格及其计算
  • 批准号:
    61272019
  • 批准年份:
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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

        graph TD
          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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