多铁性材料及其结构性能预测的多尺度模型与数值模拟方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11171257
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    46.0万
  • 负责人：
    何文明
  • 依托单位：
    温州大学
  • 学科分类：
    A0504.微分方程数值解
  • 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

多铁性材料因其铁性耦合作用而产生新的功能，成为新型功能材料研发的一个重要领域。但是，由于多铁性材料及其结构宏-细-微观构造的复杂性，多场（力场、磁场、电场）耦合及维数多等特征，使得多铁性材料及其结构的性能预测成为一个具有挑战性的科学计算问题。本项目将针对多铁性材料及其结构的物理和力学性能预测与行为分析，研究其在微观和宏观层次上的复杂性，多场耦合的非线性性，建立相应的多场耦合、多层结构与多尺度耦合的计算模型，构造高阶多尺度计算方法，研究其数学理论，并解决算法实现与数值模拟中的若干关键技术问题。目标是为新型多铁性功能材料及其结构的研发提供理论和技术支持，为发展我国新型多铁性功能材料做出贡献。

结项摘要

多铁性材料因其铁性耦合作用而产生新的功能，成为新型功能材料研发的一个重要领域。但是，由于多铁性材料及其结构宏-细-微观构造的复杂性，多场（力场、磁场、电场、温度场）耦合及维数多等特征，使得多铁性材料及其结构的性能预测成为一个具有挑战性的科学计算问题。本课题对多铁性材料及其性能预测需要用到的多尺度方法及其数学理论、多尺度有限元方法以及高精度有限元方法等进行了广泛深入的研究。.（1）运用多尺度方法对材料的性能进行了广泛的数值模拟。.（2）对多尺度计算方法及其相关数学理论进行了研究。.（3）对高精度有限元算法进行了深入的研究。.重要结果：.1：考虑到一般具有微观结构的多铁性材料性能在数值模拟上的复杂性。本课题主要研究一种简化的模型，我们主要考虑只在一个方向上具有微观结构而在与其正交的所有方向上都只具有宏观结构的结构与材料。对于该模型，我们综合运用多尺度方法与状态空间法等提出了一种高效的数值模拟方法，该方法大大降低了数值模拟材料性能所需要的工作量。运用该方法对材料的力学行为以及微-介观尺寸、空间分布、多相间应力与界面结构对材料的振荡频率、压电等材料参数的影响进行了深入的模拟。.2：针对边界具有奇异性的多尺度材料，我们提出了一种特殊的多尺度数值模拟方法，我们同时运用多尺度渐近展开方法及其数值模拟方法对热力耦合问题与热力电耦合问题进行了研究。.3：本课题对边界具有奇异的材料的一次、二次及高次有限元方法的经典后处理技术的局部最佳超收敛性进行了分析，并且在此基础上对在量子力学领域有广泛应用的Schrodinger算子设计出具有最佳超收敛性的有限元算法。.4：多尺度数值方法最终需要采用有限元算法来实现。本课题在研究如何利用后处理技术来得到具有最佳超收敛性的有限元算法这个领域取得了突破性的进展。我们提出了具有最佳超收敛性的外推方法以及插值后处理方法。这对于多铁性材料性能的模拟相当重要。.科学意义：数值模拟方法在新型多铁性功能材料及其结构的研制方面扮演着越来越重要的角色。本课题的研究为新型多铁性功能材料及其结构的研制提供了理论和技术支持。

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Frequency estimate and adjustment of composite beams with small periodicity
小周期复合波束的频率估计与调整
  • DOI：
    10.1016/j.compositesb.2012.09.045
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Composites Part B: Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wenming He;Hua Qiao;Weiqiu Chen
  • 通讯作者：
    Weiqiu Chen
The local superconvergence of the trilinear element for the three-dimensional Poisson problem
三维泊松问题三线性元的局部超收敛
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Mathematical Analysis and Applications
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Wenming He;Xiaofei Guan;Junzhi Cui
  • 通讯作者：
    Junzhi Cui
Local superconvergence of the derivative for tensor-product block FEM
张量积分块有限元导数的局部超收敛
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Numerical Methods for Partial Differential Equations
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    He; Wen-Ming;Chen; Wei-Qiu;Zhu; Qi-Ding
  • 通讯作者：
    Qi-Ding
The estimate of the multi-scale homogenization method for Green's function on Sobolev space W1,q()
Green多尺度均质化方法的估计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Communication in Pure and Applied Analysis
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wenming He;Junzhi Cui
  • 通讯作者：
    Junzhi Cui
The local superconvergence of the qudaratic triangular element for the Poisson problem in a polygonal domain
多边形域泊松问题二次三角元的局部超收敛
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Numerical Methods for Partial Differential Equations
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Wenming He;Junzhi Cui;Qiding Zhu
  • 通讯作者：
    Qiding Zhu

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其他文献

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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王振占;许皓文;段永强;王文煜;丁甲;何文明;张升伟
  • 通讯作者：
    张升伟
血液-血管耦合特性与脉搏波传播特性的关系
  • DOI：
    10.11883/bzycj-2020-0082
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    爆炸与冲击
  • 影响因子：
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  • 作者：
    缪馥星;王晖;王礼立;何文明;陈霞波;龚文波;丁圆圆;浣石;徐冲;谢燕青;卢意成;沈利君
  • 通讯作者：
    沈利君
巴彦乌拉铀矿周围饮用井水中总放射性水平调查
  • DOI：
    10.3760/cma.j.cn112271-20220329-00129
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    中华放射医学与防护杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙智超;哈日巴拉;格日勒满达呼;张帅;何文明;包玉龙;许潇;王成国;刘祥
  • 通讯作者：
    刘祥

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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

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          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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