基于自适应动态替代模型的DNAPLs污染地下水修复过程优化设计

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41502221
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0702.环境水科学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Focuses on the challenging problems on DNAPLs-contaminated groundwater remediation process, this project optimizes and analyzes the remediation strategy of the contaminated groundwater by comprehensive applying of multi-phase flow simulation model, optimal orthogonal-array-based Latin hypercube sampling (OOLHS) method, adaptive dynamic surrogate models and nonlinear programming. First, on the basis of multiphase flow numerical simulation model, OOLHS method is adopted to collect initial input-output data which can reflect the input-output relationship of multi-phase flow simulation model. Then the coverage and uniformity degree of sample points obtained with OOLHS method are appreciated. The initial Kriging surrogate model and the corresponding optimization model are constructed and solved, and the initial optimal remediation strategy can be obtained. Trust region updated criterion, as well as maximum expected improvement criterion are selected as sample added criterion, and the new samples are added adaptively, the two dynamic surrogate models and the corresponding optimization models based on these two sample added criterions are constructed and solved, and the optimal remediation strategy of DNAPLs-contaminated groundwater can be obtained. At last, the merits and demerits of the dynamic surrogate models are evaluated compared with the static surrogate model. The research of this project can effectively improve the surrogate model accuracy and optimization result reliability, and enrich the theory and methodology for the optimization design of DNAPLs-contaminated groundwater remediation process.
本项目针对DNAPLs污染地下水修复问题展开研究,通过多相流数值模拟、最优正交拉丁超立方抽样、自适应动态替代模型及非线性规划等方法的综合运用,对DNAPLs污染地下水的修复过程进行优化设计。在建立多相流模拟模型的基础上,选用最优正交拉丁超立方法获取反映模拟模型输入-输出关系的初始样品数据集,分析其对抽样空间覆盖度和样品点散布均匀性的影响;应用克里格法建立初始替代模型及基于初始替代模型的优化模型并求解,获得修复方案的可能最优解。然后,以信赖域更新准则和最大化改善期望准则作为样品点增加准则进行自适应抽样,分别建立基于两种自适应抽样的动态替代模型及优化模型并求解,得到DNAPLs污染地下水修复过程的最优设计方案。与静态替代模型对比,分析自适应动态替代模型的可行性和优缺点。本项目的研究能有效提高替代模型对模拟模型的近似精度及优化结果的可靠性,丰富DNAPLs污染地下水修复过程优化设计的理论和方法。

结项摘要

在建立多相流模拟模型的基础上,选用最优正交拉丁超立方法获取反映模拟模型输入-输出关系的初始样品数据集,与已有的拉丁超立方抽样方法相比,最优正交拉丁超立方抽样能够同时考虑抽样结果的空间填充性方面及正交性,其获取的样品点更好的代表了整个抽样空间。并且基于最优正交拉丁超立方抽样的静态替代模型对模拟模型的精度也大大提高。以信赖域更新准则及最大化改善期望准则作为样品点增加准则进行自适应抽样,分别建立基于两种自适应抽样的动态替代模型及优化模型并求解,得到DNAPLs污染地下水修复过程的最优设计方案。从替代模型的精度、迭代次数及优化模型的可靠性等方面对静态替代模型和两个基于不同准则的自适应动态替代模型的优缺点进行对比分析。从中甄选出了最优的替代模型——基于信赖域更新准则的动态替代模型,并根据基于此替代模型的优化模型得到了最优修复方案。本项目的研究能有效提高替代模型对模拟模型的近似精度及优化结果的可靠性,丰富DNAPLs污染地下水修复过程优化设计的理论和方法。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A comparison of three prediction models for predicting monthly precipitation in Liaoyuan city, China
辽源市月降水量三种预测模型的比较
  • DOI:
    10.2166/ws.2016.006
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    Water Science and Technology: Water Supply
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luo Jiannan;Lu Wenxi;Ji Yefei;Ye Dajun
  • 通讯作者:
    Ye Dajun
Application of ensemble surrogates and adaptive sequential sampling to optimal groundwater remediation design at DNAPLs-contaminated sites
应用集合替代和自适应顺序采样来优化 DNAPL 污染场地地下水修复设计
  • DOI:
    10.1016/j.jconhyd.2017.10.007
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CONTAMINANT HYDROLOGY
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Ouyang, Qi;Lu, Wenxi;Luo, Jiannan
  • 通讯作者:
    Luo, Jiannan
基于Kriging替代模型的地下水污染监测井网优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范越;卢文喜;欧阳琦;常振波;李梦南;罗建男
  • 通讯作者:
    罗建男
基于U-D分解的卡尔曼滤波法在地下水污染源识别中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔尚进;卢文喜;顾文龙;常振波;罗建男
  • 通讯作者:
    罗建男
Optimal Latin hypercube sampling-based surrogate model in NAPLs contaminated groundwater remediation optimization process
NAPLs污染地下水修复优化过程中基于拉丁超立方采样的最优替代模型
  • DOI:
    10.2166/ws.2017.116
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY-WATER SUPPLY
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luo, Jiannan;Ji, Yefei;Wang, He
  • 通讯作者:
    Wang, He

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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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