水流作用下水-浮泥界面失稳及物质交换机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51709084
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0903.水力学与河流动力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Fluid mud is related to large amounts of engineering and environmental issues. The destabilization and entrainment processes are important hydrodynamics of fluid mud under the effects of currents. The entrainment rate is an important parameter for the research on fluid mud transport. Most previous studies calculating the entrainment rate are based on the average flow velocity or critical shear stress, the results of which with large uncertainties. However, the process based study on the entrainment of fluid mud is rare. Therefore, study on the mechanism of destabilization and material exchange on the water-fluid mud interface is significant in both academic research and engineering practice. This study will be conducted by using lab experiments, numerical modelling and dimensional analysis. The evolution of overturning billows will be investigated by conducting quantitative measurement, and the destabilization types of fluid mud interface will be summarized. The two-phase model will be built and validated to better represent the destabilization and entrainment processes of fluid mud. The two-phase model will be further used to expand the parameter study scope of lab experiments. The entrainment rate can be obtained by combining the results of lab experiments and numerical modelling. Then the mechanism of destabilization and entrainment of fluid mud layer can be revealed. The study of this program will enrich the sediment dynamics and provide parameters and theoretical support for numerical models concerning the transport of fluid mud.
浮泥涉及大量工程、环境问题,在水流作用下浮泥交界面失稳及悬扬是浮泥重要的动力特性,浮泥悬扬速率是研究浮泥输运过程的重要参数。目前的研究主要基于水流平均特性或者浮泥自身特性计算浮泥悬扬速率,结果具有较大的不确定性,缺乏基于浮泥界面失稳过程推求浮泥悬扬速率的研究。本项目拟采用物理实验-数值模拟-量纲分析相结合的方法,对水流作用下水-浮泥界面失稳以及物质交换展开研究。通过对水-浮泥界面失稳时界面上漩滚物理尺度的定量化测量、分析,研究其成长变化规律,并总结浮泥界面失稳的主要类型;构建并验证适用于模拟浮泥界面失稳、悬扬的两相流数值模型,拓展物理实验参数;综合物理实验以及数值模型结果推求浮泥悬扬速率,从而揭示水流作用下水-浮泥界面失稳及悬扬机制。本项目成果可以丰富泥沙动力学学科内涵,为模拟浮泥输运过程的工程数学模型提供重要的参数和理论支撑。

结项摘要

浮泥是贴近于海床的高含沙水体层,具有很强的流动性,它在淤泥质河口海岸地区广泛存在,对河口海岸演变及航道工程安全具有直接影响。浮泥运动特征是河口海岸学研究领域的重点和难点,而水流作用下浮泥失稳及悬扬过程是浮泥运动研究的重要内容,浮泥悬扬速率是研究浮泥输运过程乃至河口海岸地貌演变相关研究的重要参数。目前的研究主要基于水流平均特性或者浮泥自身特性计算浮泥悬扬速率,结果具有较大的不确定性。而基于浮泥界面失稳过程推求浮泥悬扬速率的研究较为缺乏。本项目对水流作用下水-浮泥界面旋滚结构以及物质交换机理展开研究。通过对水-浮泥界面失稳时界面上漩滚物理尺度的定量化测量、分析,研究其成长变化规律,并总结浮泥界面失稳的主要类型;综合物理实验以及数值模型结果推求浮泥悬扬速率,揭示了水流作用下水-浮泥界面失稳及悬扬机制。采用体积Richardson数量化悬扬过程中分层流体系密度层化效应与紊动动能的相对大小,拟合得到其与无量纲悬扬速率E的经验关系表达式。本项目成果可以丰富河口海岸学学科内涵,为模拟浮泥输运过程数学模型提供重要的参数和理论支撑。

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(1)
专利数量(0)
Numerical studying on the sedimentary processes at a mudflat near Yangtze River
长江沿岸滩涂沉积过程的数值研究
  • DOI:
    10.2112/si85-241.1
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Journal of Coastal Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Chunyang;Chen Yongping;Yu Lili
  • 通讯作者:
    Yu Lili
水—浮泥界面水沙分布及其对浮泥悬扬速率的影响
  • DOI:
    10.16239/j.cnki.0468-155x.2018.04.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    泥沙研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郁李丽;许春阳;陈永平;鲍仕昱
  • 通讯作者:
    鲍仕昱
The effects of flocculation on the entrainment of fluid mud layer
絮凝对泥浆层夹带的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ecss.2020.106784
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Estuarine, Coastal and Shelf Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Chunyang;Chen Yongping;Pan Yi;Yu Lili
  • 通讯作者:
    Yu Lili
高浓度黏性泥沙絮团微观结构及其对沉降特性的影响
  • DOI:
    10.16239/j.cnki.0468-155x.2020.06.002
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    泥沙研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈永平;罗雯;许春阳;郁李丽
  • 通讯作者:
    郁李丽
剪切流作用下浮泥层悬扬速率计算方法综述
  • DOI:
    10.16239/j.cnki.0468-155x.2019.02.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    泥沙研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郁李丽;许春阳;陈永平;高翔宇
  • 通讯作者:
    高翔宇

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其他文献

引射器活门调节机构的流固热耦合特性
  • DOI:
    10.12068/j.issn.1005-3026.2021.01.012
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    东北大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗忠;孙永航;葛长闯;许春阳
  • 通讯作者:
    许春阳

其他文献

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许春阳的其他基金

波流共同作用下浮泥层水平输移机理研究
  • 批准号:
    42376171
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 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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