基于压电实时调控的声学超材料等几何分析理论及其应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11772130
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0808.多场耦合与智能结构力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Acoustic metamaterials have many superior physical properties, which can realize some new physical function such as absorption of sound waves, filtering and stealth, especially adaptive metamaterials integrated with shunted piezoelectric patches having been performed in the real-time control of physical properties. Therefore, acoustic metamaterials in the areas of national defense and civil industry has a broad application prospect. It’s a frontier topic in the field of solid mechanics..At present, the theoretical system of researching on piezoelectric metamaterials is uncomplete, and lack of effective numerical analysis methods. By combining the theoretical analysis, experimental research and numerical calculation theories, the objective of the study is to establish a perfecting isogeometric analysis theoretical system of acoustic metamaterials with shunted piezoelectric unit cells. Configuring the digital electronics is proposed to change properties of acoustic metamaterials in real time. The ‘pole-zero’ design method has been developed to adjust local resonant frequencies and damping factors in electronic circuits. The tunable mechanism of the attention broadband and frequency bandgap of metamaterials in the deep subwavelength region are discussed in detail. Meanwhile, this study aims to construct a new geometric parameters of the detailed rules on the basis of isogeometric analysis in order to develop a new discretization method. The research will establish the convergence criteria of isogeometric analysis of metamaterials, put forward a new mode track and modal reeducation, in order to develop effective numerical analysis method. Thus this research is of significant academic value and broad application prospects.
声学超材料具有许多超常物理属性,可实现声波的吸收、滤波、隐身等全新的物理功能,特别是利用压电分支电路可以实现对声学超材料物理属性的实时调控,因此,在国防及民用工业的各个领域有着广泛的应用前景,是固体力学领域的前沿课题。.目前,压电式超材料研究的理论体系尚不完善,同时缺乏有效的数值分析方法。本项目的研究采用理论分析、实验研究、数值计算相结合的方法,旨在建立完善的压电声学超材料等几何分析理论体系,引入数字电路技术,建立调控反馈机制,通过零极点增益传递函数主动实时调控局部共振频率和电路阻尼系数,揭示极点值、频率带隙、衰减宽波段之间的内在关联和压电数字分支电路声学超材料的实时调控机理,同时,以等几何分析为核心算法,构造新的几何参数细化法则,实现几何参数的优化,建立超材料等几何分析的收敛准则,提出新的模态追踪和模态压缩方法,发展高效的数值分析方法,这一研究具有重要的学术价值和广泛的应用前景。

结项摘要

声学超材料具有许多超常物理属性,可实现声波的吸收、滤波、隐身等全新的物理功能,特别是利用压电分支电路可以实现对声学超材料物理属性的实时调控,因此,在国防及民用工业的各个领域有着广泛的应用前景,是固体力学领域的前沿课题。. 目前,压电式超材料研究的理论体系尚不完善,同时缺乏有效的数值分析方法。本项目的研究采用理论分析、实验研究、数值计算相结合的方法,旨在建立完善的压电声学超材料等几何分析理论体系,引入数字电路技术,建立调控反馈机制,通过零极点增益传递函数主动实时调控局部共振频率和电路阻尼系数,揭示极点值、频率带隙、衰减宽波段之间的内在关联和压电数字分支电路声学超材料的实时调控机理,同时,以等几何分析为核心算法,构造新的几何参数细化法则,实现几何参数的优化,建立超材料等几何分析的收敛准则,提出新的模态追踪和模态压缩方法,发展高效的数值分析方法,这一研究具有重要的学术价值和广泛的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Wave isogeometric analysis method for calculating dispersive properties of guided waves in rotating damped cylinders
计算旋转阻尼圆柱导波色散特性的波等几何分析方法
  • DOI:
    10.1007/s11012-018-0921-4
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Meccanica
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Li Chunlei;Han Qiang(通讯作者);Liu Yijie;Wang Zhan
  • 通讯作者:
    Wang Zhan
Semi-analytical isogeometric analysis for wrinkling instability of stiff films bonded to cylindrical modulus-graded compliant substrates
半解析等几何分析粘合到圆柱模量梯度柔顺基材的刚性薄膜的起皱不稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2019.111787
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Li Chunlei;Han Qiang;Wang Zhan
  • 通讯作者:
    Wang Zhan
Thermal conductivity of defective graphene: an efficient molecular dynamics study based on graphics processing units
有缺陷的石墨烯的导热性:基于图形处理单元的高效分子动力学研究
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ab73bc
  • 发表时间:
    2020-05-22
  • 期刊:
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wu, Xin;Han, Qiang
  • 通讯作者:
    Han, Qiang
Propagation and attenuation of guided waves in stressed viscoelastic waveguides
受力粘弹性波导中导波的传播和衰减
  • DOI:
    10.1177/1081286519861823
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Mathematics and Mechanics of Solids
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Li Chunlei;Han Qiang(通讯作者);Wang Zhan;Liu Yijie
  • 通讯作者:
    Liu Yijie
Mechanism of axial strain effects on friction in carbon nanotube rotating bearings
碳纳米管旋转轴承轴向应变对摩擦的影响机制
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/aac592
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Huang Jianzhang;Han Qiang(通讯作者)
  • 通讯作者:
    Han Qiang(通讯作者)

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其他文献

摇摆双层桥梁地震反应及抗倒塌能力分析
  • DOI:
    10.6052/j.issn.1000-4750.2019.10.0647
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈敬一;杜修力;韩强;周雨龙
  • 通讯作者:
    周雨龙
臭氧处理对桑葚采后生理品质的影响及机理
  • DOI:
    10.16429/j.1009-7848.2016.10.020
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国食品学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩强;郜海燕;陈杭君;房祥军;穆宏磊;周拥军;吴伟杰
  • 通讯作者:
    吴伟杰
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩强;屈展;叶正寅
  • 通讯作者:
    叶正寅
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩强;于鹏;姚小虎;藏曙光;李志强
  • 通讯作者:
    李志强
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    华南理工大学学报(社会科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑小红;周昊;郭馨艳;韩强
  • 通讯作者:
    韩强

其他文献

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韩强的其他基金

基于柔性电子结构皱曲行为的声表面波传播及其调控机理的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63 万元
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    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
    11272123
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    2012
  • 资助金额:
    90.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
冲击载荷作用下功能梯度材料壳体的动力屈曲及后屈曲研究
  • 批准号:
    10672059
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    2006
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  • 项目类别:
    面上项目
冲击载荷作用下结构的动力屈曲和混沌运动
  • 批准号:
    10272046
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    2002
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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