辐射流体不稳定性数值分析及高效数值方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11171281
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    李明军
  • 依托单位：
    湘潭大学
  • 学科分类：
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

辐射流体不稳定性问题是辐射驱动靶丸内爆的一个核心问题，也是惯性约束聚变(ICF)研究的一个焦点，由于模型具有多尺度，强非线性和强间断等特征，同时又是一个十分困难的研究课题。本项目主要探索辐射流体不稳定性数值分析方法和求解多介质大变形辐射流体力学方程组的高效数值方法。我们将重点围绕如下几个方面开展研究：利用扩散抛物化理论和辐射流体力学方程组理论建立辐射流体扩散抛物化方程组，数值分析内爆物理量与辐射流体不稳定性的依赖关系；利用MC方法构造求解辐射流体运动方程的高阶格式； 针对辐射热传导方程,在结构或非结构混合网格上设计高效离散格式和新的自适应方法，研究求解离散系统的具有良好可扩展性的并行代数多重网格法；研制基于解耦方法的求解辐射驱动内爆压缩流体不稳定性问题的数值计算软件。

结项摘要

辐射流体力学数值方法研究通常关注高精度求解格式和快速算法。本项目针对辐射流体力学不稳定性数值模拟中遇到的实际问题,从方法上寻求解决高精度求解格式和快速算法的几个关键问题，紧密围绕辐射流体不稳定性数值分析方法和求解多介质大变形辐射流体力学方程组的高效数值方法开展研究。重点围绕如下几个方面开展研究：.理论上研究了理想不可压缩流体，粘性不可压缩辐射流体和涡旋不可压缩辐射流体的方程及边界条件。涡旋不可压缩辐射流体和粘性不可压辐射流体空泡RT不稳定性的增长率。针对辐射热传导方程,在结构或非结构混合网格上设计高效离散格式和新的自适应方法，研究求解离散系统的具有良好可扩展性的并行代数多重网格法；对高效欧拉隐-显格式与自适应技术，高效并行AMG法进行了深入研究。. 针对关于强制边界条件的浸没边界法的某些缺陷, 首次提出了一种迭代校正的浸没边界法, 包括速度迭代校正和温度迭代校正两个部分, 成功模拟了热圆柱绕流和偏心圆柱的自然对流问题。.利用数值摄动算法,对具有三阶精度的WENO格式的半离散格式进行数值摄动高精度重构,得到具有四阶精度的三阶WENO格式的三阶WENO-PFD格式,并通过数值算例证实了该格式在较细网格下具有理想的精度,并将高格式应用于激波作用下的RM不稳定性问题的数值模拟中,根据实验结果证实了该格式可应用于复杂流动问题的数值模拟中。用高智提出的数值摄动算法和Liu等人构造的三阶WENO格式的物理特性提出物理摄动算法，对三阶WENO格式进行物理摄动高精度重构获得具有四阶精度的高智WENO格式，并通过数值算例证实了高智WENO格式具有理想的精度。同时，将高智WENO格式应用于激波作用下的RM不稳定性问题的数值模拟，从而证实了该格式可应用于数值求解高能密度物理等复杂流动问题。.本项目所获得的高精度求解格式和快速算法在算法理论研究方面有一定的参考价值，能广泛应用于大气，海洋和航空航天等应用问题。

项目成果

期刊论文数量（25）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（0）
Superconvergence and Asymptotic Expansions for Bilinear Finite Volume Element Approximations
双线性有限体积元近似的超收敛和渐近展开
  • DOI：
    10.1017/s1004897900000489
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Numerical Mathematics: Theory, Methods and Applications
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Cunyun Nie, Shi Shu, Haiyuan Yu;Juan Wu
  • 通讯作者：
    Juan Wu
二维三温辐射扩散方程组两层预条件子的自适应求解
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    计算物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐小文;舒适;冯春生;莫则尧
  • 通讯作者：
    莫则尧
An Improvement to the OpenMP Version of BoomerAMG
BoomerAMG OpenMP 版本的改进
  • DOI：
    10.1007/978-3-642-41591-3_1
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    Communications in Computer and Information Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chunsheng Feng;Shi Shu;Xiaoqiang Yue
  • 通讯作者：
    Xiaoqiang Yue
一种求解H(curl)型椭圆问题的高效并行预条件子及并行实现
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    数值计算与计算机应用
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯春生;王俊仙;舒适
  • 通讯作者：
    舒适
Natural Convection in a Concentric Annulus
同心环中的自然对流
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Adv. Appl. Math Mech.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiao-Dong Niu;Shi Shu;Haizhuan Yuan;Mingjun Li
  • 通讯作者：
    Mingjun Li

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其他文献

基于ENO 格式的三阶修正系数格式
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    应用数学和力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李明军;舒适;杨玉月
  • 通讯作者：
    杨玉月
Chebyshev谱配置方法求解反应扩散方程组
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    数值计算与计算机应用
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张荣培;李明军;蔚喜军
  • 通讯作者：
    蔚喜军
五倍体和同源十倍体‘怀白菊’农艺性状及耐寒性的差异分析
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 作者：
    赵喜亭;范子建;刘露颖;李明军
  • 通讯作者：
    李明军
怀黄菊微滴玻璃化超低温保存再生植株的生理和同工酶分析
  • DOI：
    10.15933/j.cnki.1004-3268.2016.05.022
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    赵喜亭;蒋丽微;宋萍萍;朱玉婷;田莹;张文芳;李明军
  • 通讯作者：
    李明军
利用三维格子Boltzmann法研究化学机械抛光中压力分布
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    润滑与密封
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张浩;李明军;谭援强
  • 通讯作者：
    谭援强

其他文献

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李明军的其他基金

大规模网格下辐射流体不稳定性保对称性算法研究
  • 批准号：
    11971411
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    52 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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

        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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