多孔纺织材料中多相多组分流模型的数值计算与分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11326228
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    3.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份:
    2014
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2014-12-31

项目摘要

Multiphase and multi-component flow model in porous textile materials attracts considerable attention in recent years. This model arises from the design of functional clothing in textile industries. Since the different physical performance of air and vapor in the model, the movement of air and vapor can be seen as a multi-component flow of binary gas mixutre. The different distribution of temperature, gas mixture concentration and pressure gradient result in heat conduction/convection and gas mixture diffusion/convection coupled with complex phase changes. The phase changes, condensation/evaporation,absorpsion,freezing and heat radiation influence the performance of clothing dierctly. The model can be described by a system of nonlinear, coupled parabolic partial difference equations. Since the strong nonlinearity and coupling of this system, complex geometries, discontinuous coefficients and long time simulation of practicle interests, an efficient numerical method is needed to handle these complicated situations. In this project, the main research goal is: propose an efficient finite difference method for the three-dimensional multiphase and multi-component flow model and show the optimal error estimate for proposed method. This is a cross subject of engineering application and numerical methods for PDEs, its achievements will not only enrich the theoretical knowledge of related disciplines but also have broad application prospects.
多孔纺织材料中多相多组分流模型的研究是近年来的热点问题,该模型来自于纺织品工业中功能型服装的设计。由于模型中空气和水蒸气的不同物理表现,空气、水蒸气的运动被看做二元混合气体的多组分流运动。温度、混合气体浓度和压力梯度的不同分布导致了热的传导、对流以及混合气体的扩散、对流并伴随有复杂的相位变化。冷凝/蒸发、吸水、结冰和热辐射等相位变化会直接影响服装的性能。模型可由一组非线性、耦合的偏微分方程组来描述。由于非线性、强耦合性、复杂几何、间断系数和长时间模拟的实际需求,我们需要设计有效的数值方法处理这些复杂的情况。本项目的主要研究目标是:提出有效的有限差分算法求解多相多组分流的三维模型并对算法进行分析以得到算法的最优误差估计。本项目属于工程应用与偏微分方程数值方法的交叉研究课题,所得的成果不仅能丰富相关学科的理论知识,而且有广阔的应用前景。

结项摘要

本项目研究多孔纺织材料中的多相多组分流模型,该模型来自于纺织品工业中功能型服装的设计。本项目着重考查水-水蒸气混合气体的多组分流运动以及伴随存在的复杂的相位变化,如冷凝/蒸发、纤维的吸水、纤维层的结冰等。本项目建立了一个非线性耦合的数学模型使模型能够科学的模拟复杂的物理过程和各种相位变化。其次,为了处理模型本身具有的较强的耦合性、非线性以及复杂几何、间断系数和长时间模拟的实际需求,我们用一组非线性、耦合的偏微分方程组来模拟模型并运用分离的Crank-Nicolson格式的有限差分算法求解模型。Crank-Nicolson格式的有限差分算法在时间方向上具有较高的精度,也能够处理模型较强的非线性和耦合性。本项目对上述分离的有限差分算法进行分析,并得到算法没有时间步长限制的最优误差估计,理论结果也得到了较大的加强。

项目成果

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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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