FMBEM敏感度分析及声屏障结构优化算法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11172291
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    陈海波
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    A0813.计算固体力学
  • 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

针对用于抑制交通噪声的声屏障的结构形状优化问题，开展基于边界元法(BEM)的声学敏感度分析及相应快速多极边界元算法(FMBEM)研究，并进而建立基于FMBEM敏感度分析的声屏障结构形状优化算法。为了克服Burton-Miller边界积分方程中的超奇异性，采用常量单元离散并推导出一组无奇异声学敏感度边界积分方程。敏感度分析分别采用直接微分法、离散伴随变量法和连续伴随变量法，据此分别设计三种声屏障结构形状优化算法，并对典型的二维和三维问题进行分析比较。算法中，将对分析数据进行光滑后处理，以改善常量单元数据不连续性；将设计并行算法以解决宽频噪声带的众多计算点引起的大计算量问题。本项目的开展，有望为刚性声屏障结构的优化设计开发一套完整的优化算法，从而为结构优化分析在这一重要工程领域的应用打下坚实的基础。

结项摘要

针对用于抑制交通噪声的声屏障的结构形状优化问题，开展了基于边界元法(BEM)的声学敏感度分析及相应快速多极边界元算法(FMBEM)研究，针对不同单元推导出一系列无奇异声学敏感度边界积分方程，并进而建立基于FMBEM敏感度分析的声屏障结构形状优化算法。为了提高计算精度，离散边界时使用了高阶单元类型，对不同单元类型和非连续单元插值点位置的计算结果进行了详细的对比分析，最后得到了性能最佳的单元类型。敏感度分析分别采用直接微分法、离散伴随变量法和连续伴随变量法，据此设计了声屏障结构形状优化算法，并对典型的二维和三维问题进行了分析。算法中，设计了并行算法以解决宽频噪声带的众多计算点引起的大计算量问题。另外，针对薄壁结构的声振耦合，开展了FEM与FMBEM的耦合及声模态研究，拓展了原定的研究范围。本项目的开展，为声屏障结构的优化设计建立了一套基于边界元敏感度分析的高效优化算法，从而为结构优化分析在这一重要工程领域的应用打下坚实的基础。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（9）
专利数量（0）
A wideband FMBEM for 2D acoustic design sensitivity analysis based on direct differentiation method
基于直接微分法的二维声学设计灵敏度分析宽带 FMBEM
  • DOI：
    10.1007/s00466-013-0836-9
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    Computational Mechanics
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Chen, Leilei;Zheng, Changjun;Chen, Haibo
  • 通讯作者：
    Chen, Haibo
基于自适应交叉近似边界元法的快速声学灵敏度分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    计算力学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑昌军;陈磊磊;陈海波
  • 通讯作者：
    陈海波
A wideband fast multipole boundary element method for half-space/plane-symmetric acoustic wave problems
半空间/平面对称声波问题的宽带快速多极边界元法
  • DOI：
    10.1007/s10409-013-0023-4
  • 发表时间：
    2013-04
  • 期刊：
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zheng, Chang-Jun;Chen, Hai-Bo;Chen, Lei-Lei
  • 通讯作者：
    Chen, Lei-Lei
Is the Burton-Millerformulation really free of fictious eigenfrequencies? , , 59: 43-51.
伯顿-米勒公式真的没有虚构的特征频率吗？
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Engineering Analysis with Boundary Elements
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    ZHENG Chang-Jun;CHEN Hai-Bo;GAO Hai-Feng;DU Lei
  • 通讯作者：
    DU Lei
3D ACOUSTIC SHAPE SENSITIVITY ANALYSIS USING FAST MULTIPOLE BOUNDARY ELEMENT METHOD
使用快速多极边界元法进行 3D 声学形状灵敏度分析
  • DOI：
    10.1142/s021987621240004x
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    International Journal of Computational Methods
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Zheng, C. J.;Chen, H. B.;Matsumoto, T.;Takahashi, T.
  • 通讯作者：
    Takahashi, T.

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其他文献

On a Class of Infinite Simple Lie Conformal Algebras
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  • 通讯作者：
    王晓平
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
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  • 作者：
    杜超雄;米黑龙;陈海波
  • 通讯作者：
    陈海波
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  • 通讯作者：
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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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