基于传输特征值的具有不连续折射率内部传输问题逆谱分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11871031
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0207.算子理论
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The interior transmission problem is an eigenvalue problem that arises in the inverse scattering theory for inhomogeneous acoustic and electromagnetic media, and one of the most significant issues related to the interior transmission problem is the inverse transmission eigenvalue problem, which has attracted much attention of researchers in recent years. Based on transmission eigenvalues, this project intends to investigate inverse spectral problems related to the sound wave equation with a discontinuous refractive index. The main contents of the study include the following aspects. (1) By investigating properties of the solution of the initial value problems and the asymptotic behavior of the characteristic determinants for large wave numbers, we characterize the distribution of transmission eigenvalues and give the numerical computation of transmission eigenvalues by adopting the Galerkin scheme.(2) We explore whether transmission eigenvalues can uniquely determine the refractive index and its discontinuity, if not, what other spectral data do one need to ensure the uniqueness?By using some closedness and basis tests for exponential systems, we shall explore the optimality of the spectral data to determine the uniqueness. (3) By applying the Borg method, we study a local solvability and stability of the inverse transmission eigenvalue problem and theoretically give a reconstructive procedure for the refractive index. (4) Based on the discretization method and Newton-type algorithms, we propose to provide a numerical computation for the reconstruction of the refractive index by using transmission eigenvalues as input data, and present the performance analysis of the reconstruction algorithm. The research and results of the project will be widely used in the inverse scattering theory, and provide effective methods for the nondestructive testing of layered materials based on transmission eigenvalues. It is of great significance to the study of the internal structure properties of the scatterers.
内部传输问题是非均匀声学及电磁介质的逆散射理论中特征值问题,其中最重要的是逆传输特征值问题,近年来倍受研究者关注。本项目基于传输特征值数据研究具有不连续折射率声波方程的逆谱问题。研究内容主要包括:(1)通过研究大波数对应初值问题解特性和特征行列式的渐近特征,刻画传输特征值分布,并基于Galerkin方案给出其数值计算;(2)探究是否传输特征值能唯一确定折射率及其不连续性,否则为确保其唯一性还需要怎样的其它谱数据?运用指数系闭性等理论探究确定唯一性的谱数据的最优性;(3)运用Borg方法研究逆传输特征值问题的局部可解性及稳定性,并理论上给出折射率重构程序;(4)基于离散化方法与Newton型算法,我们拟提供由传输特征值数据重构折射率的数值计算及重构算法性能分析。该项目研究及其成果将广泛应用于逆散射理论中,为层状材料无损检测提供基于传输特征值的有效方法,对研究散射体内部结构性质具有重要意义。

结项摘要

内部传输问题是非均匀声学及电磁介质的逆散射理论中特征值问题,其中最重要的是逆传输特征值问题,近年来倍受研究者关注。本项目基于传输特征值数据研究了具有不连续折射率声波方程的逆谱问题。研究内容主要包括:(1)通过研究大波数对应初值问题解特性和特征行列式的渐近特征,刻画传输特征值分布,并基于Galerkin方案给出其数值计算;(2)探究是否传输特征值能唯一确定折射率及其不连续性,否则为确保其唯一性还需要怎样的其它谱数据?运用指数系闭性等理论探究确定唯一性的谱数据的最优性;(3)运用Borg方法研究逆传输特征值问题的局部可解性及稳定性,并理论上给出折射率重构程序;(4)基于离散化方法与Newton型算法,我们提供了由传输特征值数据重构折射率的数值计算及重构算法性能分析。该项目研究及其成果将广泛应用于逆散射理论中,为层状材料无损检测提供基于传输特征值的有效方法,对研究散射体内部结构性质具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inverse nodal problems on quantum tree graphs
量子树图上的逆节点问题
  • DOI:
    10.1017/prm.2021.84
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Proceedings of the Royal Society of Edinburgh Section A: Mathematics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨传富;柳代权
  • 通讯作者:
    柳代权
Inverse problems for radial Schrödinger operators with missing part of eigenvalues
缺失部分特征值的径向薛定谔算子的反演问题
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    SCIENCE CHINA Mathematics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐新建;杨传富;Vjacheslav Yurko;张冉
  • 通讯作者:
    张冉
On a non-uniqueness theorem of the inverse transmission eigenvalues problem for the Schrodinger operator on the half line
半线上薛定谔算子逆传输特征值问题的非唯一性定理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Results in Mathematics
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    徐小川;杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富
Reconstruction and solvability for discontinuous Hochstadt-Lieberman problems
不连续Hochstadt-Lieberman问题的重构和可解性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Spectral Theory
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    杨传富;Natalia P. Bondarenko
  • 通讯作者:
    Natalia P. Bondarenko
Inverse transmission eigenvalue problem for fixed angular momentum
固定角动量的逆传输特征值问题
  • DOI:
    10.3934/ipi.2022039
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Inverse Problems and Imaging
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    徐新建;杨传富;徐小川
  • 通讯作者:
    徐小川

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其他文献

Trace and inverse problem of a discontinuous Sturm-Liouville operator with retarded argument
具有延迟参数的不连续 Sturm-Liouville 算子的迹与逆问题
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Journal of Mathematical Analysis and Applications
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富
Regularized Trace for Sturm-Liouville Differential Operator on a Star-Shaped Graph
星形图上 Sturm-Liouville 微分算子的正则化迹
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    COMPLEX ANALYSIS AND OPERATOR THEORY
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富
具有谱参数边界条件的微分束的迹
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Mathematical Methods in the Applied Sciences
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富
Complex symplectic geometry with applications to vector differential operators
复辛几何及其在向量微分算子中的应用
  • DOI:
    10.3906/mat-1103-25
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Turkish Journal of Mathematics
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富
Stability in the inverse nodal solution for the interior transmission problem
内部传输问题逆节点解的稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.jde.2015.10.010
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Differential Equations
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    杨传富
  • 通讯作者:
    杨传富

其他文献

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杨传富的其他基金

树状量子图上Sturm-Liouville算子谱及其逆问题研究
  • 批准号:
    11171152
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    46.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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