非定常流体力学方程基于特征正交分解及自适应网格加密的外推降维数值解法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11271127
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In this projection, we intend to establish some new reduced- dimensional finite difference (FD), finite element (FE), or finite volume element (FVE) extrapolation algorithms based on proper orthogonal decomposition (POD) method and adaptive mesh refinement of posteriori error estimates and apply these new reduced-dimensional FD, FE, or FVE extrapolations algorithns based on adaptive local mesh refinement techniques with posteriori error estimates and based on adaptive POD bases updated automatically to finding the numerical solutions for non- stationary fluid mechanics equations. These new methods have the following advantages: under the conditions of ensuring sufficiently high accuracy numerical solutions, they can greatly reduce the dimensions of discrete FD, FE, and FVE formulations of fluid mechanics equations, save the memory requirements, and alleviate the computational laod such that these new methods can quickly forecast and simulate the actual fluid flow in practical engineering problems with very high computing efficiency and sufficiently high accuracy, which achieves efficiently and quickly calculating and forecasting real fluid field flow. These new FD, FE, or FVE extrapolation algorithms with double adaptive techniques would play an important in implement of simulations and forecasts in flow fluid field, become some new computational methods with high-accuracy and high-efficiency, and serve the national economic development. It follows that the projection does not only hold important theory value, but has also actual applied value.
该项目拟创建基于特征投影分解(Proper Orthogonal Decomposition,简记为POD)技术和基于后验误差估计的自适应有限差分、有限元或有限体积元外推降维新方法,将这些具有自适应网格局部加密和自适应POD基自动更新的有限差分、有限元或有限体积元外推降维新方法用于求非定常流体力学方程数值解。这些新方法优点在于:保证具有足够高精确度数值解前提下,大幅度地降低非定常流体力学方程离散格式的维数,大大减少内存要求和计算时间,使这些降维方法在实际工程问题的数值计算中,能以极高的计算效率和足够高的计算精度对实际流场流动进行预测或模拟,达到高效快速地预测和预报及模拟流场流动的目的,使这些具有双重自适应技术的有限差分、有限元或有限体元外推降维方法在流场流动模拟和预测实施中产生重大作用,成为高精度和高性能的新型计算方法,为国家经济建设服务。因此该项目既具有重要的理论价值又具有实际应用价值。

结项摘要

在对该项目研究中,我们开展了基于特征投影分解(Proper Orthogonal Decomposition,简记为POD)技术和基于后验误差估计的自适应有限差分、有限元或有限体积元外推降阶新方法的研究,将具有自适应网格局部加密和自适应POD基自动更新的有限差分、有限元或有限体积元外推降维新方法用于对求非定常流体力学方程数值解研究。发表了相关论文52篇(其中SCI收录34篇、EI收录1篇、北大中文核心期刊17篇),一些结果在国际上都是我们首先提出来的。这些新方法的优点是:保证具有足够高精确度数值解前提下,大幅度地降低非定常流体力学方程离散格式的维数,大大减少内存要求和计算时间,使这些降维方法能以极高的计算效率和足够高的计算精度对实际物理现象进行预测或模拟,能高效快速地预测和预报及模拟物理规律。这些具有双重自适应技术的有限差分、有限元或有限体元外推降维方法已经成为高精度和高性能的新型计算方法,在计算数学和计算流体力学中产生了很好的效果。因此对该项目的研究既具有重要的理论价值又具有实际应用价值。

项目成果

期刊论文数量(52)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reduced-order finite difference extrapolation model based on proper orthogonal decomposition for two-dimensional shallow water equations including sediment concentration
含泥沙二维浅水方程基于适当正交分解的降阶有限差分外推模型
  • DOI:
    10.1016/j.jmaa.2015.04.024
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Mathematical Analysis and Applications
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Luo; Zhendong;Gao; Junqiang;Xie; Zhenghui
  • 通讯作者:
    Zhenghui
非饱和土壤水流问题基于POD方法的降阶有限体积元格式及外推算法实现
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国科学:数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗振东;李宏;陈静
  • 通讯作者:
    陈静
A POD-based reduced-order finite difference extrapolating model with fully second-order accuracy for non-stationary Stokes equations
基于 POD 的非平稳 Stokes 方程具有完全二阶精度的降阶有限差分外推模型
  • DOI:
    10.1080/10618562.2014.973407
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International Journal of Computational Fluid Dynamics
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Luo; Zhendong;Teng; Fei;Di; Zhenhua
  • 通讯作者:
    Zhenhua
A reduced-order extrapolation algorithm based on CNLSMFE formulation and POD technique for two-dimensional Sobolev equations
基于 CNLSMFE 公式和 POD 技术的二维 Sobolev 方程降阶外推算法
  • DOI:
    10.1007/s11766-014-3059-8
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mathematics-A Journal of Chinese Universities Series B
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Liu Qun;Teng Fei;Luo Zhen-dong
  • 通讯作者:
    Luo Zhen-dong
抛物化Navier-Stokes方程的降维仿真模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗雨鸥;宇燕;罗振东
  • 通讯作者:
    罗振东

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其他文献

非饱和水流问题的广义差分法及其
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    计算数学,28(3),321—336, 2006
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李焕荣;罗振东;谢正辉;朱江
  • 通讯作者:
    朱江
Burgers方程基于POD方法的降维CN有限元外推算法 A Reduced-Order CN Finite Element Extrapolating Algorithm Based on POD for Burgers Equation
  • DOI:
    10.12677/ijfd.2013.11001
  • 发表时间:
    2013-03-22
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  • 作者:
    李宏;黄春霞;罗振东
  • 通讯作者:
    罗振东
三维抛物方程基于POD基的差分格式及后验误差估计
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    罗振东;安静
  • 通讯作者:
    安静
平面弹性力学问题基于泡函数的简化的稳定化二阶混合有限元格式
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    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    罗振东
伪双曲型方程的混合控制体方法
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    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    数学物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方志朝;李宏;罗振东
  • 通讯作者:
    罗振东

其他文献

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罗振东的其他基金

发展方程基于特征投影分解的降维数值解法研究
  • 批准号:
    10871022
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
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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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