开放式PRMMCs损伤演化分析软件设计与研发

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11572142
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0813.计算固体力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Nowadays in the era of material design, the fundamental research on integrated design of key material has attracted worldwide attention. As the core of industrial innovation design and digital design, CAE technology plays an important role in research of materials design. Invigorating independent research of theory and technical of material analysis, and independent development of the corresponding CAE software, is consistent with the country dreams of improving industrial international competitive level by improving capability of independent innovation and mastering core technologies..On the focus of particle reinforced metal matrix composites (PRMMCs) used increasingly widely, which attract a lot of science scholars in materials science and engineering science, developing an effective open CAE software system that conducts mechanics analysis, molding analysis and performance simulation of real PRMMCs, is of academic value and profound significance in engineering. Based on CPU-GPU heterogeneous HPC system, the project focus on developing an effective open CAE software system for modeling and simulating PRMMCs, in which the model of “Material model analysis + Early analysis + Damage analysis” is used to realize an open dynamic assembly in three-stage of material mechanics analysis, FEM early analysis and damage simulation with hybrid grids. An open CAE software system supporting multi-person collaborative development from multi-organization, will be developed by building dynamic open interfaces and management mechanisms, to complete large scale (finite element model, containing millions of degrees of freedom and millions of micro-structures) structural analysis and damage evolution analysis of micro-structures in user-specific PRMMCs for user-specific physical problems with high performance computers.
材料设计时代的今天,在关键材料集成设计基础研究方面吸引了世界各国的关注,CAE技术在材料设计研究方面扮演着重要的角色。加强我国材料分析理论和技术的研究,鼓励国产CAE软件自主开发,跟我国通过提高自主创新能力,提升产业国际竞争水平的强国梦是一致的。因此,针对广泛应用、成为国内外材料科学和工程科学学者们研究热点的颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs),专门开发一套能准确进行宏细观力学分析的CAE软件系统,具有一定的学术价值和深远的工程意义。.本项目计划构建一套开放式PRMMCs宏细观分析CAE系统,基于CPU+GPU混合异构HPC系统,采用“材料模型+初分析+损伤分析”模式,实现PRMMCs材料模型分析、有限元初分析和双重尺度网格损伤分析的三阶段分析动态装配。建立支持多人多组织协同开发的软件系统,在高性能计算机上实现大规模(含有数百万自由度和百万微结构)的宏观结构分析和细观材料损伤演化分析。

结项摘要

面对我国大力发展国产工业软件产业的契机,瞄准材料设计研究这个细分领域,针对广泛应用、成为国内外材料科学和工程科学学者们研究热点的颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs),本项目开发了一套能准确进行宏细观力学分析的CAE软件系统,期望借此加强我国材料分析理论和技术的研究,增强国产CAE软件自主开发,提高我国的自主创新能力,为提升产业国际竞争水平的强国梦贡献微薄之力。.本项目基于CPU+GPU混合异构HPC系统,构建了一套开放式PRMMCs宏细观分析CAE系统,实现了PRMMCs材料模型分析、有限元初分析和双重尺度网格损伤分析的三阶段分析。建立了支持多人多组织协同开发的软件系统,在高性能计算机上实现了大规模(含有数百万自由度和百万微结构)的宏观结构分析和细观材料损伤演化分析。.为了模拟含微结构材料的损伤演化分析,软件中构建了一系列包含各种微结构的新应力杂交单元:含界面裂纹应力杂交元、含界面裂纹和基体裂纹的应力杂交元、含孔洞的 Voronoi 单元、两种新的含裂纹的损伤 Voronoi 孔洞单元模型。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Two new Voronoi cell finite element models for fracture simulation in porous material under inner pressure
用于内压下多孔材料断裂模拟的两个新的 Voronoi 单元有限元模型
  • DOI:
    10.1016/j.engfracmech.2019.01.012
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Engineering Fracture Mechanics
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Ning Han;Ran Guo
  • 通讯作者:
    Ran Guo
多边形应力杂交单元的接触算法研究
  • DOI:
    10.21656/1000-0887.400046
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    应用数学和力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨锋;郭然
  • 通讯作者:
    郭然
Determination of crack tip stress intensity factors by singular Voronoi cell finite element model
奇异Voronoi单元有限元模型确定裂纹尖端应力强度因子
  • DOI:
    10.1016/j.engfracmech.2018.04.042
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Engineering Fracture Mechanics
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhang Rui;Guo Ran
  • 通讯作者:
    Guo Ran
Voronoi Cell Finite Element Method for Fluid-Filled Materials
流体填充材料的 Voronoi 单元有限元法
  • DOI:
    10.1007/s11242-017-0898-9
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Transport in Porous Media
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zhang Rui;Guo Ran
  • 通讯作者:
    Guo Ran
螺栓法兰连接的数值模拟及接触收敛分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    重庆大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李伟;段瑞春;杨长生;郭然
  • 通讯作者:
    郭然

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其他文献

多普勒超声心动图评估肺动脉压力的临床价值
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘金秋
浓度序列对基于双异步正交样品设计构建的二维异步谱峰信噪比的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴瑾光
闭式整体叶轮的定轴插铣方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王洁
骨肉瘤细胞中Polo 样激酶3 的表达和定位
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    现代肿瘤医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈涛;陈之光;李妍;巴根;郭然;杨蕾;郭洲洋;付勤
  • 通讯作者:
    付勤
员工股权激励的国外研究述评:实施动机与经济后果
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    管理现代化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈艳艳;郭然
  • 通讯作者:
    郭然

其他文献

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郭然的其他基金

多相复合材料损伤演化分析的应力杂交元新方法研究和CAE软件开发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
颗粒增强复合材料结构损伤演化和破坏的FEM-VCFEM-MD多尺度模拟
  • 批准号:
    11262007
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
颗粒增强复合材料裂纹损伤分析的VCFEM方法
  • 批准号:
    11072092
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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