波-流-植被耦合环境下射流Hybrid RANS/LES数值模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51509075
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0903.水力学与河流动力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

When wastewater is discharged into coastal zone or lakeshore, it often encounters currents, waves and vegetation. From the viewpoint of hydraulics, it can be generalized as the problem of jets in wave-current-vegetation environment. Using the advantages of large eddy simulation (LES) which has the ability of capturing the small eddy flow accurately, and Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations (RANS) which have the merit of low computing cost, we will propose Hybrid RANS/LES mathematical model on the jets in wave-current-vegetation environment and develop the corresponding code in sigma coordinates. With the help of the mathematical model, we will study the mixing characteristics and mixing images on jets in wave-current-vegetation environment and the hydrodynamic factors affecting jets, jet turbulence etc. and then solve the problem of wastewater emission into coastal zone or lakeshore. The results will provide potential application in the planning of water environment for the wastewater discharged into the ocean. As a result, the research will be important theoretical and practical significance in the development of Hybrid RANS/LES.
针对以射流形式向海(江、湖)岸带排放的废污水常遇到的水流、波浪和植被等问题,利用能够准确捕捉流体精细流动的大涡模拟技术与无需付出昂贵计算代价的雷诺时均方法,建立能求解波-流-植被耦合环境下射流问题的hydrid RANS/LES数学模型,并开发出相应的程序。利用该研发的程序研究射流在波-流-植被耦合作用下的混合特性,给出射流掺混图像,并分析出影响射流的水动力以及植被分布密度等因素,从而总结这些因素对射流特征量相关性、湍动能和耗散率、速度高阶矩等湍流特性差异,进而探讨射流在波-流-植被环境下的排放规律和混合机理,为近海(江、湖)岸带废水排放的水环境规划提供理论依据和技术支撑。本研究具有重要的理论价值和现实意义,能够促进Hybrid RANS/LES数值模拟技术的发展和理论创新。

结项摘要

针对以射流形式废污水向海(江、湖)排放常遇到水流、波浪和植被等问题,利用能够准确捕捉流体精细流动的大涡模拟技术与无需付出昂贵计算代价的雷诺时均方法,建立波-流-植被环境下射流问题的hydrid RANS/LES数学模型,并开发相应的程序。. 本研究在前人的基础上,在有限差分的框架下构建了以射流形式的污染物在植被和水流环境中三维非定常湍流数值模拟理论和方法,采用先进刚柔型植被和水流相互作用的理论和方法,构建了相应的数学模型,并开发出Fortran语言程序,研究和预测污染物在植被和水流环境中扩散过程和机理。在构建了模型的同时,提出了湍流模型在植被环境中的修正方法以及采用提出的两阶段二阶精度非线性强稳定守恒Runge-Kutta 格式和分步算法耦合方法求解了控制方程。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Effect of submerged vegetation on solute transport in an open channel using large eddy simulation
利用大涡模拟研究水下植被对明渠中溶质迁移的影响
  • DOI:
    10.1016/j.advwatres.2016.09.003
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Advances in Water Resources
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    鲁俊;戴会超
  • 通讯作者:
    戴会超
Three dimensional numerical modeling of flows and scalar transport in a vegetated channel
植被河道中流动和标量传输的三维数值模拟
  • DOI:
    10.1016/j.jher.2017.05.001
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
    Journal of Hydro-environment Research
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Jun Lu (鲁俊);Dai HC
  • 通讯作者:
    Dai HC
Numerical modeling on pollution transport in flexible vegetation
柔性植被污染传输的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Lu J;Dai HC
  • 通讯作者:
    Dai HC

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其他文献

真三轴应力条件下层状复合岩石破坏准则
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹光志;李星;鲁俊;宋真龙
  • 通讯作者:
    宋真龙
真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响
  • DOI:
    10.13225/j.cnki.jccs.2017.4500
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹光志;刘玉冰;李铭辉;邓博知;刘超;鲁俊
  • 通讯作者:
    鲁俊
清热解毒和凉血散瘀法对脓毒症疗效的meta分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程璐;蒋华;陈明祺;陈秋华;王醒;鲁俊
  • 通讯作者:
    鲁俊
真三轴应力条件下钻孔围岩稳定性及塑性区特性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    尹光志;鲁俊;李星;刘超;李铭辉;马波
  • 通讯作者:
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  • DOI:
    10.13722/j.cnki.jrme.2017.0036
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹光志;鲁俊;李星;邓博知;刘玉冰;李铭辉
  • 通讯作者:
    李铭辉

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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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