太阳高能粒子(SEP)的磁流体与粒子三维混合建模研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41074121
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    沈芳
  • 依托单位：
    中国科学院国家空间科学中心
  • 学科分类：
    D0411.空间物理学
  • 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

太阳高能粒子（SEP）可以在很短时间内到达地球，对卫星通讯导航等方面有很大的影响，因此SEP数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位。目前国内外对SEP事件的MHD数值模拟研究尚处于起步阶段，三维MHD模式能够反应CME/激波的主要演化特征及动力学过程，将三维MHD模型与粒子模型相结合进行混合模拟，相信可以促进SEP事件研究的发展。本研究利用已有的三维异步并行MHD模式，建立从太阳表面直至地球轨道附近的磁流体与粒子混合模拟的三维时变数值模式，以便处理SEP事件研究中所涉及的时变复杂背景太阳风、CME扰动以及粒子传输等问题，开展典型CME及大SEP事件研究，并与相关观测进行比较，以提高对SEP事件的预报能力，为空间灾害性天气因果链模式和预报方法研究提供基础。

结项摘要

太阳高能粒子（SEP）可以在很短时间内到达地球，对卫星通讯导航等方面有很大的影响。目前国内外对SEP 事件的MHD 数值模拟研究尚处于起步阶段，三维MHD 模式能够反应CME/激波的主要演化特征及动力学过程，将三维MHD 模型与粒子模型相结合进行混合模拟，相信可以促进SEP事件研究的发展。本研究建立了以观测基础的三维太阳风模式的自洽初边值条件，并在此基础上改进了原有的三维时变COIN-MHD区域组合模式，以便处理SEP 事件研究中所涉及的时变复杂背景太阳风、CME 扰动及激波加速等问题，采用该模式对典型灾害性空间天气事件的传播过程进行数值模拟，并对磁流体-粒子混合模拟中的关键点——激波特征点(cobpoint)进行三维模拟研究，得到激波上下游速度、磁场以及Theta_Bn等用于SEP模拟中的关键参数的传播演化过程。研究了两个CME相互作用事件的传播、加速及CME之间动量能量的相互转换，而多个CME相互作用被认为是大的SEP事件的主要起源，因此这部分研究对于进一步利用磁流体-粒子混合模型模拟SEP加速是非常重要的。此外，我们还开发了各向异性激波加速模式，能成功的解释终止激波粒子的所有观测特性，证实了各向异性激波加速理论的可行性和优越性，这为采用各向异性激波加速模式研究CME 驱动激波对SEP加速提供了方向性保障。接下来的一两年内，我们拟继续建立三维磁流体-粒子混合模型并进行典型CME 及大SEP 事件的研究，并与相关观测进行比较，以提高对SEP 事件的预报能力，为空间灾害性天气因果链模式和预报方法研究提供基础。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Modeling of Solar Active Region Using a Three-Dimensional, Time-Dependent, Data-Driven Magnetohydrodynamic Model
使用三维、时间相关、数据驱动的磁流体动力学模型对太阳活动区域进行建模
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Astronomical Society of the Pacific Conference Series
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Qiang Hu;Yang Liu;Xueshang Feng;Fang Shen
  • 通讯作者：
    Fang Shen
Improvement to the global distribution of coronal plasma and magnetic field on the source surface using expansion factor f(s) and angular distance theta(b)
使用膨胀因子 f(s) 和角距离 theta(b) 改进源表面日冕等离子体和磁场的全局分布
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Shen, Fang;Feng, Xueshang;Xiang, Changqing
  • 通讯作者：
    Xiang, Changqing
A DATA-DRIVEN MODEL FOR THE GLOBAL CORONAL EVOLUTION
全球日冕演化的数据驱动模型
  • DOI：
    10.1088/0004-637x/758/1/62
  • 发表时间：
    2012-10-10
  • 期刊：
    ASTROPHYSICAL JOURNAL
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Feng, Xueshang;Jiang, Chaowei;Wu, S. T.
  • 通讯作者：
    Wu, S. T.
A HYBRID SOLAR WIND MODEL OF THE CESE plus HLL METHOD WITH A YIN-YANG OVERSET GRID AND AN AMR GRID
方法 : 1999年 , 2014年 , 2014年 , 2014年 , 2014年 , 1999年 , 1999年 , 1999年 , 1999年 , 1999年 , 1999年 , 1999年 , 1999年
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Feng, Xueshang;Zhang, Shaohua;Xiang, Changqing;Yang, Liping;Jiang, Chaowei;Wu, S. T.
  • 通讯作者：
    Wu, S. T.
Modeling Source Surface Plasma and Magnetic Field Based on Expansion Factor fs and angular distance b Between the Foot Points
基于扩展因子 fs 和角距离对源表面等离子体和磁场进行建模
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Astronomical Society of the Pacific Conference Series
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fang Shen;Xueshang Feng;Changqing Xiang;S. T. Wu
  • 通讯作者：
    S. T. Wu

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  • 通讯作者：
    沈芳

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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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