飞行器复杂流场高精度快速模拟分析平台及验证

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91530325
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    260.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The current major bottlenecks for high fidelity CFD simulation and global shape optimization of aircraft are fast high order numerical methods for solving high Reynolds number compressible N-S equations, uniform high order accuracy treatment for complex geometry and reliable boundary layer model, fast mesh generation and adaptive mesh refinement, efficient parallel computing over heterogeneous system. These are also key technologies for achievement and sustainable development of the large aircraft national major project. In this project, we intend to unify applied mathematicians, computational aerodynamicists and aerodynamic experimentalists to attack the above mentioned difficulties cooperatively. Specifically, we will construct the 3rd and higher order fast numerical methods for simulating N-S equations, propose uniform high order accuracy techniques for complex boundary treatment and physically reliable boundary layer model, develop fast Cartesian mesh generation and adaptive mesh refinement and integrate parallel software package in heterogeneous system for simulation and analysis of complex flows over aircraft. Moreover, extensive tests will be applied to verify the reliability and feasibility of the proposed methodologies, boundary layer model and the integrated software package. Finally, the software package will be applied to optimize the shape design of wing-body model for the drag reduction and flow separation control with a series of experiment supports.
高雷诺数可压缩N-S方程的高精度快速求解算法、一致高精度的复杂边界和边界层处理、快速网格生成与网格自适应加密及异构体系并行计算是目前CFD 模拟仿真完全可靠和飞行器全局优化设计的技术瓶颈,这些也是我国大飞机等国家重大专项成功实施及可持续发展的关键技术难点。本项目联合应用数学家、计算空气动力学家和空气动力学实验专家,希望通过协同研究攻克以上技术难点。具体的,本项目将发展三阶及以上精度的N-S方程快速求解算法、一致高精度边界层处理技术、笛卡尔网格快速生成及自适应加密技术,并开发异构并行系统下的飞行器复杂流场高精度快速模拟分析平台。同时,通过结合飞行器气动减阻和分离控制等关键问题,建立流动控制实验系统,以验证所发展的算法、边界层技术和数值求解平台的实用性和可靠性。

结项摘要

高雷诺数可压缩N-S方程的高精度快速求解算法、一致高精度的复杂边界和边界层处理、快速网格生成与网格自适应加密及异构体系并行计算是目前CFD 模拟仿真完全可靠和飞行器全局优化设计的技术瓶颈,这些也是我国大飞机等国家重大专项成功实施及可持续发展的关键技术难点。本项目联合应用数学家、计算空气动力学家和空气动力学实验专家,希望通过协同研究攻克以上技术难点。初步集成基于非结构混合网格的三维飞行器复杂流场高精度快速模拟软件平台以及基于自适应笛卡尔网格的三维复杂流场数值模拟软件平台。发展集成高阶非结构网格生成技术,发展集成非结构混合网格上针对高雷诺数NS方程的高精度高效DDG算法、DDG-DG1/FV2算法,发展基于渐进解空间的DG算法进行边界层计算,发展集成新型具有更好收敛性的WENO重构技术,发展集成自适应笛卡尔网格生成技术,发展集成笛卡尔网格交界面保精度、保守恒技术,发展集成基于笛卡尔网格的新型三阶U-MUSCL方法,发展全速域RANS方程求解算法。在两个集成的两个计算平台,针对大量的数值测试算例及应用测试算例进行了大量的平台验证测试,测试结果显示集成平台算法具有稳定性、高效性、高精度。进行了物理风洞实验,将实验结果与平台计算结果进行对比,计算结果与实验结果吻合。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
A RBF-based differential quadrature method for solving two-dimensional variable-order time fractional advection-diffusion equation
基于RBF的二维变阶时间分数平流扩散方程微分求积法
  • DOI:
    10.1016/j.jcp.2018.12.043
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Computational Physics
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Jianming Liu;Xinkai Li;Xiuling Hu
  • 通讯作者:
    Xiuling Hu
Adjoint-Based Adaptive Isogeometric Discontinuous GalerkinMethod for Euler Equations
欧拉方程的基于伴随的自适应等几何不连续伽辽金方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Advances in AppliedMathematics and Mechanics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shengjiao Yu;Renzhong Feng;Huiqiang Yue;Zheng Wang;Tiegang Liu
  • 通讯作者:
    Tiegang Liu
基于混合笛卡尔网格的风力机问题数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    太阳能学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    干雨新;赵宁;刘剑明
  • 通讯作者:
    刘剑明
A hybridizable direct discontinuous Galerkin method for elliptic problems
解决椭圆问题的可混合直接间断伽辽金法
  • DOI:
    10.1186/s13661-016-0700-x
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Boundary Value Problems
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Yue Huiqiang;Cheng Jian;Liu Tiegang;Shaydurov Vladimir
  • 通讯作者:
    Shaydurov Vladimir
Continuous adjoint-based error estimation and its application to adaptive discontinuous Galerkin method
基于连续伴随的误差估计及其在自适应间断伽辽金方法中的应用
  • DOI:
    10.1007/s10483-016-2102-6
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Mechanics (English Edition )
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yue Huiqiang;Liu Tiegang;Shaydurov V.
  • 通讯作者:
    Shaydurov V.

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其他文献

银莱汤对食积复合FM1流感病毒感染小鼠黏膜免疫的影响
  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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    许亮
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  • 通讯作者:
    谷晓红
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    谷晓红
求解对流扩散方程的一致四阶紧致格式
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    王涛;刘铁钢
  • 通讯作者:
    刘铁钢

其他文献

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刘铁钢的其他基金

多介质弹塑性流体力学多维Riemann解法器研究
  • 批准号:
    U1730118
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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  • 资助金额:
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相似国自然基金

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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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