有限元与MSPH自适应耦合方法及其在强冲击问题中的应用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10902038
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    胡德安
  • 依托单位：
    湖南大学
  • 学科分类：
    A0813.计算固体力学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

由于基于试验和经验的设计方法在研究强冲击问题时存在着经费投入大、周期长等缺陷，使得数值计算已成为研究此类大变形、高应变率、瞬态动力响应问题的重要手段。本项目针对有限元、SPH等数值计算方法在分析强冲击问题时存在的优缺点，在发展MSPH方法的基础上，对分析强冲问题的FEM与MSPH自适应耦合方法进行研究。主要研究以下几方面的内容：1）基于MSPH方法，发展MSPH方法的计算稳定性处理技术，提高MSPH方法计算强间断问题的精度，提出粒子与粒子间的接触算法、隔步相邻粒子搜索技术，使MSPH方法能有效地模拟强冲击问题；2）提出基于分区的有限单元自动转化为粒子的方法，发展耦合方法中存在的有限单元与粒子间接触界面和耦合界面的计算方法，实现有限元与MSPH的自适应耦合；3）基于区域分解的思想，开发FEM与MSPH自适应耦合方法并行计算程序，以满足工程实际中大型三维强冲击问题模拟的应用需求。

结项摘要

以项目申请书为依据，针对有限元、SPH方法在分析强冲击问题时存在的优缺点，主要完成了以下研究工作：. （1）发展了一种修正的SPH方法，该方法具有近似精度高、计算形函数导数时无需对形函数求导、计算效率高的特点。. （2）提出了隔步相邻粒子搜索算法，能有效地提高修正SPH法的计算效率。. （3）发展了粒子与粒子接触算法，克服了传统SPH方法因忽略粒子接触问题而存在的虚假的拉伸应力和剪切应力。. （4）发展了有限单元与粒子接触算法、耦合算法，并通过算例验证了算法的有效性。. （5）实现了单元自适应转化为粒子的算法研究，提出基于分区的有限单元自动转化为粒子的方法。. （6）基于区域分解的思想，开发FEM与MSPH自适应耦合方法并行计算程序，以满足工程实际中大型三维强冲击问题模拟的应用需求。. （7）自主开发了二维和三维FE/SPH耦合计算软件，软件不仅能采用其中任意一种算法单独进行分析，而且可以混合两种算法以高效地分析某一问题。. （8）基于自主开发的软件，实现了钢板、混凝土等介质的侵彻、爆炸问题应用研究，获得了与实验一致的结果。. 取得的主要成果包括：湖南省自然科学三等奖1项，软件著作权1项，申请发明专利1项，发表论文19篇（包括SCI论文4篇，EI论文9篇）。. 参加4次国际学术交流会议，参加6次国内学术交流会议。 培养已毕业博士研究生1人，硕士研究生4人。目前仍在读博士生2人，硕士研究生5人。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
流体与结构相互作用问题的FE-SPH耦合模拟
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用力学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖毅华;韩旭;胡德安
  • 通讯作者：
    胡德安
不同头部形状子弹侵彻钢板的跳弹及规律研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用力学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡德安;李霞;梁超
  • 通讯作者：
    梁超
三维自适应FE-SPH耦合算法在多层间隔金属靶侵彻问题中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    爆炸与冲击
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡德安;孙占华;韩旭
  • 通讯作者：
    韩旭
基于活塞形状改变的空气弹簧特性仿真研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    计算机仿真
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡德安;甘亮亮;丁飞;何新维
  • 通讯作者：
    何新维
基于隔步搜索的移动最小二乘粒子流体动力学方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    兵工学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈睿;韩旭;胡德安;杨刚;肖毅华
  • 通讯作者：
    肖毅华

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其他文献

Improvement of surface tension discrete model in the ISPH-FVM coupling method
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    胡德安
含预制孔容器内爆问题的 FEM-SPH 耦合算法模拟
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    胡德安
薄板屈曲分析的局部Petrov-Galer
  • 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：
    胡德安
几何非线性问题的无网格法分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    机械强度，2006，28（1）：83-87
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    熊渊博;龙述尧;胡德安
  • 通讯作者：
    胡德安

其他文献

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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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