中子输运方程自适应有限元算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11001027
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    16.0万
  • 负责人：
    刘会坡
  • 依托单位：
    北京应用物理与计算数学研究所
  • 学科分类：
    A0501.算法基础理论与构造方法
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

输运理论在科学和工程的许多领域，在众多的物理分支学科中，都有非常广泛的用途。例如在核反应堆物理、天体物理、固体物理、半导体物理等都出现由输运方程描述的粒子传输过程。在求解核反应物理过程时，中子计算部分一般可以占到大部分计算时间。因此应用自适应计算方法减少计算量具有很强的应用背景。尽管有限元后验误差估计和自适应有限元算法可大大提高计算效率，并已在椭圆型、抛物型等一般偏微分方程的有限元计算中有了成熟的结果。由于中子输运方程结构复杂，变量多等特性，应用自适应有限元计算中子输运方程的结果却很少。本项目的主要内容是研究中子输运方程的自适应计算方法，利用间断有限元及流线扩散有限元方法的后验误差估计理论，建立高效自适应有限元算法，提高中子输运方程数值模拟的计算效率，以满足科学和工程中对输运问题数值模拟的需要。

结项摘要

本课题在资助期间，围绕“中子输运方程自适应有限元算法”进行了一系列研究。主要完成以下工作：1. 研究了二维中子输云方程全离散间断有限元后验误差估计，基于后验误差估计指示子，构造了相应的自适应算法，计算了不同的算例验证了理论的正确性。2. 建立了求解输运方程的非协调流线扩散有限元法，并给出了稳定性和收敛性证明，进一步证明了负模的后验误差估计，构造自适应算法计算不同算例，验证了理论的正确性。3. 研究了扩散方程的特征值问题，应用L2投影算子重构近似特征向量，得到了特征值的超收敛解和重构型后验误差估计，构造数值算例验证了理论的正确性。4. 应用L2投影算子重构技术研究了Stokes方程的特征值问题，得到了特征值的超收敛解和重构型后验误差估计，构造数值算例验证了理论的正确性。5. 研究了辐射流体力学和粒子输运耦合计算的并行计算问题，基于JASMIN框架将两个串行程序做为独立邦元耦合计算，形成的继承程序可以采用数千处理器并行模拟多物理耦合问题。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
基于JASMIN框架的辐射流体与粒子输运耦合计算
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    计算物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    任健;魏军侠;曹小林
  • 通讯作者：
    曹小林
Enhancing finite element approximation for eigenvalue problems by projection method
用投影法增强特征值问题的有限元逼近
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Huipo Liu;Ningning Yan
  • 通讯作者：
    Ningning Yan
Lagrange非结构网格高阶交错型守恒气体动力学格式
  • DOI：
    10.1016/j.envint.2016.12.003
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    应用数学和力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    葛全文
  • 通讯作者：
    葛全文
Superconvergence and a posteriori error estimates for the Stokes eigenvalue problems
斯托克斯特征值问题的超收敛和后验误差估计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    BIT Numerical Mathematics
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Huipo Liu;Wei Gong;Shuanghu Wang;Ningning Yan
  • 通讯作者：
    Ningning Yan

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其他文献

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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘会坡
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    韩鸿宾;成雨萌;杨墨;唐泽清;王卉;杨姝雅;马青变;王黛黛;白颐;和清源;郭开心;刘会坡;薛晓琦;程方骁;李想;马骏
  • 通讯作者：
    马骏
Superconvergence and a posteriori error estimates for the Stokes eigenvalue problems
斯托克斯特征值问题的超收敛和后验误差估计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    BIT Numerical Mathematics
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    刘会坡;龚伟;王双虎;严宁宁
  • 通讯作者：
    严宁宁
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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    2.7
  • 作者：
    沈华韵;衷斌;刘会坡
  • 通讯作者：
    刘会坡
Stokes方程最优控制问题超收敛与
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    高等学校计算数学学报，第27卷，专辑，56-60，2005。
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘会坡;严宁宁
  • 通讯作者：
    严宁宁

其他文献

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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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