非平衡凝固的弥散界面建模与数值模拟研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51101046
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    李述
  • 依托单位：
    哈尔滨理工大学
  • 学科分类：
    E0102.金属材料制备与加工
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

随着非平衡凝固技术的迅速发展，材料制备过程中的非平衡性大大提高。建立完善的非平衡凝固模型，数值模拟工程实践中难以直接观测的非平衡凝固的微观过程，探索其本质规律及物理机制，对进一步充实凝固理论和提高凝固技术有着不可估量的作用。凝固始于形核，形核导致固液界面的出现，界面迁移及其形貌演化决定着材料的最终微结构。完善的固液界面建模对于凝固研究的深入至关重要。本项目彻底消除现有模型广泛采用的忽略界面厚度的尖锐界面假设，进行真正符合物理意义的弥散界面建模；基于弥散界面建立过冷合金熔体非平衡凝固数值系列模型，包括传输动力学、界面动力学、界面稳定性与枝晶凝固模型；建立相应的数值模拟方法，利用其进行实验数据比较、模型测试、规律探索及机制分析；将模型软件化并应用于微米级均匀合金液滴无容器凝固的微观过程数值模拟研究。本项目将从更深层次上加深人们对非平衡凝固微观过程的理解，为工程实践中凝固过程控制奠定理论基础。

结项摘要

本项目聚焦固液界面并综合考虑了界面厚度（弥散界面）、非稀释合金、溶质扩散的非平衡性（弛豫效应）以及非平界面所导致的界面各向异性等因素对凝固过程的耦合影响。建立了过冷合金熔体非平衡凝固数值系列模型，包括可用于非稀释合金的自由枝晶凝固模型、考虑了弥散界面和弛豫效应耦合影响的传输动力学模型、适用于非平界面的溶质截留模型、考虑了界面非等温、非等溶质特性的二元合金自由枝晶生长模型；并将所建立的模型软件化开发了微米级合金液滴无容器凝固微观过程数值模拟软件。在本项目的支持下，我们在Acta Materialia、Metallurgical and Materials Transactions A等国际期刊现已发表学术论文5篇，授权软件著作权2项。本项目将从更深层次上加深人们对非平衡凝固微观过程的理解，为工程实践中凝固过程控制奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Local nonequilibrium solute trapping model for non-planar interface
非平面界面的局部非平衡溶质捕获模型
  • DOI：
    10.1016/j.jcrysgro.2013.06.002
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Shu Li;Sobolev; SL
  • 通讯作者：
    SL
Prediction of solidification behavior of gas-atomized Sn-5mass%Pb droplets
预测%20of%20凝固%20行为%20of%20气雾化%20Sn-5mass%Pb%20液滴
  • DOI：
    10.1108/mmms-11-2012-0027
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Multidiscipline Modeling in Materials and Structures
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Shu Li;Ping Wu
  • 通讯作者：
    Ping Wu
Analysis for free dendritic growth model applicable to non-dilute alloys
适用于非稀合金的自由枝晶生长模型分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Shu Li;Jiong Zhang;Ping Wu
  • 通讯作者：
    Ping Wu
Solute Field in Liquid Ahead of The Solid-liquid Interface During Dendritic Solidification Incorporating Relaxation Effect
结合弛豫效应的枝晶凝固过程中固液界面前方液体中的溶质场
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiangzhong Jin;Hongyang Wang;Ning Wang;Xiaoguang Lan;Shu Li
  • 通讯作者：
    Shu Li
An extended free dendritic growth model incorporating the nonisothermal and nonisosolutal nature of solid-liquid interface
结合固液界面的非等温和非等溶性质的扩展自由枝晶生长模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Acta Materialia
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Shu Li;Dayong Li;Shucheng Liu;Zhihui Gu;Wei Liu;Jianwei Huang
  • 通讯作者：
    Jianwei Huang

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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    长江流域资源与环境
  • 影响因子：
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  • 作者：
    李述;葛刚;周文斌;周宪民
  • 通讯作者：
    周宪民
鄱阳湖湿地植物生态系统结构及湖水位对其影响研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    长江流域资源与环境
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    戎俊

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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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