波浪与开孔结构相互作用问题的比例边界有限元方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51409038
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The porous structures have been considered for the sake of good effect on reduction of wave force and wave run-up around the outside of the structure. Many researchers have investigated the interaction wave with porous structures. However, due to the complexity of this problem, the previous studies are still not sufficient. For example, there is little literature has been report on wave interaction with porous structures by thinking about more complex geometry,nonlinear waves and porous structures’ movement. In this program, a new semi-analytical numerical method called scaled boundary finite element method (SBFEM), which has higher accuracy and efficiency, has been applied to the wave interaction with porous structures. The main works contain: The models of scaled boundary finite element method for wave interaction with porous structures with arbitrary complex geometry have been established. Then, the influences of the wave parameters, the configuration and material properties of the structures on the systems hydrodynamics, including the wave force, wave and diffracted wave contour are extensively examined in details, and Some Parameters on the disspiating waves are also investigated; A quadratic law (not linear) relating the pressure differential to the traversing velocity is assumed, and the hydrodynamic characteristics of the porous structures is analyzed by SBFEM in detailed; The influences of nonlinear wave on the hydrodynamic characteristics of the porous structures has been revealed; Movements such as swaying, heaving and rolling on the hydrodynamic characteristics of the structures have also been analyzed in details. This program can deepen the understanding for the wave interaction with porous structures and expand its theory.
开孔结构由于具有良好的减小波浪反射和自身所受波浪力的特性,越来越多地受到人们的重视。但开孔结构的消浪机理十分复杂,这其中仍存在大量亟需解决的问题,如考虑任意几何形状、非线性波浪、开孔结构运动以及开孔壁两侧压力呈非线性关系等对开孔结构水动力特性的影响尚少见报道。本项目基于具备高精度和高效率的比例边界有限元法深入研究波浪与开孔结构物相互作用问题。项目的主要研究内容包括:建立具有任意几何形状的开孔结构水动力特性的比例边界有限元模型;在此基础上,对影响开孔结构水动力特性的因素(包括波浪参数、结构物的几何、材料参数等)进行详细分析,并研究这些参数对消波、防波效果的影响进行分析;基于壁面压差与法向速度呈二次关系边界条件进行理论和数值分析;揭示非线性波浪对开孔结构荷载的影响规律;分析开孔结构分别做横荡、垂荡、横摇等运动时对结构所受波浪力等的影响。本研究工作的开展可加深了解波浪与开孔结构相互作用的机制。

结项摘要

本项目针对开孔结构的消浪机理十分复杂特性,基于比例边界有限元法建立了开孔结构在海浪里及液箱里晃荡的水动力特性研究的高效分析模型;开展了开孔结构的参数对消浪、防波效果影响分析;开展了开孔结构壁面压差与法向速度呈二次关系边界条件的理论分析;建立了非线性液体晃荡的比例边界有限元方法模型;分析了开孔结构运动时对结构所受波浪力等的影响。以上研究开展加深了解波浪与开孔结构相互作用的机制。以此同时,大坝、核电站、大跨桥梁、高层建筑及海洋钻井平台等重要结构物多建于复杂地基上,其安全性至关重要。考虑结构与复杂无限地基的动力相互作用分析方法是开展这类大型结构抗震安全评价的关键问题。而该问题和以上研究内容在方程形式类似,为此本项目进一步建立了基于结构与复杂地基相互作用全时域高效比例边界有限元数值算法;提出了求解复杂成层材料静动力响应的精细积分与混合变量结合的高效数值模型。同时利用以上成果拓展到交差学科如建立了层状压电材料的精细积分方法;提出了磁电弹板问题的高效SBFEM求解方法;建立了等几何比例边界有限元方法求解热传导、热应力及其渗流问题的高效模型。以上研究成果对结构安全评价具有重要的科学意义与研究价值。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
A time domain solution for complex multilayered soil model with circular inhomogeneity by the SBFEM
圆非均匀性复杂多层土模型的SBFEM时域解
  • DOI:
    10.1016/j.camwa.2015.12.028
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Computers & Mathematics with Applications
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Shan Lu;Jun Liu;Gao Lin
  • 通讯作者:
    Gao Lin
Time-domain analyses of the layered soil by the modified scaled boundary finite element method
修正尺度边界有限元法对层状土的时域分析
  • DOI:
    10.12989/sem.2015.55.5.1055
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Structural Engineering and Mechanics
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Lu Shan;Liu Jun;Lin Gao;Wang Wenyuan
  • 通讯作者:
    Wang Wenyuan
Duality system-based derivation of the modified scaled boundary finite element method in the time domain and its application to anisotropic soil
基于对偶系统的时域修正SBFEM推导及其在各向异性土中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.apm.2015.12.009
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Lin, Gao;Lu, Shan;Liu, Jun
  • 通讯作者:
    Liu, Jun
Transient heat conduction analysis using the NURBS-enhanced scaled boundary finite element method and modified precise integration method
使用 NURBS 增强尺度边界有限元法和改进的精确积分法进行瞬态热传导分析
  • DOI:
    10.1016/j.camss.2017.07.013
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Acta Mechanica Solida Sinica
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Lin Gao;Li Peng;Liu Jun;Zhang Pengchong
  • 通讯作者:
    Zhang Pengchong

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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
    Integrative Cancer Therapies
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    智晓旭;谢漫;曾迎春;刘俊;Andy S. K. Cheng
  • 通讯作者:
    Andy S. K. Cheng

其他文献

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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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