Unified Framework for the Study of Alfven Wave Resonances, Magnetic Reconnection and Kelvin-Helmholtz Instabilities
阿尔文波共振、磁重联和开尔文-亥姆霍兹不稳定性研究的统一框架
基本信息
- 批准号:2108320
- 负责人:
- 金额:$ 48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-08-01 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This award supports multidisciplinary work that builds on the synergy between theoretical plasma physics and computational applied mathematics to further our understanding of fundamental plasma processes. Plasma is a form of ionized matter that can be found everywhere in our universe. Neon lights, lightning, auroras and stars are all examples of matter in the plasma state. In a plasma, ions and electrons interact strongly with electric and magnetic fields causing unique and highly energetic phenomena, some of which have a direct impact on us - such as solar coronal mass ejections that may lead to space weather events on Earth. It is known that magnetic fields play a crucial role in this type of events by providing a means to store energy and to transport it through the propagation of waves. One of the fundamental open problems, however, is to understand how the energy stored in the magnetic fields is often impulsively released to the plasma in the forms of heat, accelerated particles, and radiation. This problem will be addressed under this award via cutting-edge theoretical and computational approaches. Numerical codes developed as part of this work will be open access to make computational resources accessible to a wider range of researchers and to students through the group's educational activities.This project brings together decades of expertise in plasma physics, computational mathematics and high performance computing to investigate the processes of energy storage and release via the formation of boundary layers in high Lundquist number plasmas. Dissipation of magnetic waves, known as Alfven waves, and the reconnection of magnetic field lines are often invoked as possible mechanisms to explain plasma energization. However, our understanding of how such mechanisms can give rise to impulsive energization is still incomplete, and it remains challenging due to the disparate spatial and temporal scales of the phenomena involved. To address this fundamental issue, this project focuses on the role of mass flows in the interaction of Alfven wave resonances, Kelvin-Helmholtz instability, and magnetic reconnection in two- and three-dimensional systems. To this end, the project will rely on state-of-the-art codes and develop high-order hybridized discontinuous finite element codes to achieve the required resolution to simulate energetic events. Graduate students will be supported to work on the project, who will greatly benefit from the broad impacts of this research on both plasma physics and software cyberinfrastructure.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该奖项支持多学科的工作,建立在理论等离子体物理学和计算应用数学之间的协同作用,以进一步我们对基本等离子体过程的理解。等离子体是一种电离物质,在我们的宇宙中随处可见。氖光、闪电、极光和恒星都是等离子体状态的物质。在等离子体中,离子和电子与电场和磁场强烈相互作用,导致独特的高能现象,其中一些对我们有直接影响-例如太阳日冕物质抛射可能导致地球上的空间天气事件。众所周知,磁场在这类事件中起着至关重要的作用,它提供了一种储存能量的手段,并通过波的传播来传输能量。然而,一个基本的开放问题是理解储存在磁场中的能量如何以热、加速粒子和辐射的形式被脉冲释放到等离子体中。该奖项将通过尖端的理论和计算方法来解决这个问题。作为这项工作的一部分开发的数值代码将开放获取,使更广泛的研究人员和学生可以通过该小组的教育活动访问计算资源。该项目汇集了数十年的等离子体物理,计算数学和高性能计算的专业知识,以研究高伦德奎斯特数等离子体中通过形成边界层的能量存储和释放过程。磁波的耗散,称为阿尔芬波,和磁场线的重联经常被引用作为解释等离子体振荡的可能机制。然而,我们对这种机制如何引起冲动性冲动的理解仍然是不完整的,并且由于所涉及的现象的不同的空间和时间尺度,它仍然具有挑战性。为了解决这一根本问题,该项目的重点是在阿尔芬波共振,开尔文-亥姆霍兹不稳定性和磁重联在二维和三维系统中的相互作用的质量流的作用。为此,该项目将依靠最先进的代码,并开发高阶杂交不连续有限元代码,以达到模拟高能事件所需的分辨率。研究生将得到支持参与该项目,他们将从这项研究对等离子体物理和软件网络基础设施的广泛影响中受益匪浅。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A unified and constructive framework for the universality of neural networks
神经网络通用性的统一和建设性框架
- DOI:10.1093/imamat/hxad032
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:1.2
- 作者:Bui-Thanh, Tan
- 通讯作者:Bui-Thanh, Tan
An autoencoder compression approach for accelerating large-scale inverse problems
- DOI:10.1088/1361-6420/acfbe1
- 发表时间:2023-04
- 期刊:
- 影响因子:2.1
- 作者:J. Wittmer;Jacob Badger;H. Sundar;T. Bui-Thanh
- 通讯作者:J. Wittmer;Jacob Badger;H. Sundar;T. Bui-Thanh
A Model-Constrained Tangent Slope Learning Approach for Dynamical Systems
- DOI:10.1080/10618562.2022.2146677
- 发表时间:2022-08
- 期刊:
- 影响因子:1.3
- 作者:Hai V. Nguyen;T. Bui-Thanh
- 通讯作者:Hai V. Nguyen;T. Bui-Thanh
A Multilevel Block Preconditioner for the HDG Trace System Applied to Incompressible Resistive MHD
- DOI:10.1016/j.cma.2022.115775
- 发表时间:2020-12
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Sriramkrishnan Muralikrishnan;Stephen Shannon;T. Bui-Thanh;J. Shadid
- 通讯作者:Sriramkrishnan Muralikrishnan;Stephen Shannon;T. Bui-Thanh;J. Shadid
On unifying randomized methods for inverse problems
- DOI:10.1088/1361-6420/acd36e
- 发表时间:2023-01
- 期刊:
- 影响因子:2.1
- 作者:J. Wittmer;K. Giri;Hai Viet Nguyen;T. Bui-Thanh
- 通讯作者:J. Wittmer;K. Giri;Hai Viet Nguyen;T. Bui-Thanh
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Anna Tenerani其他文献
Anna Tenerani的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Anna Tenerani', 18)}}的其他基金
SHINE: Origin and Evolution of Compressible Fluctuations in the Solar Wind and Their Role in Solar Wind Heating and Acceleration
SHINE:太阳风可压缩脉动的起源和演化及其在太阳风加热和加速中的作用
- 批准号:
2400967 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Kinetic Theory of Irreversible Processes
职业:不可逆过程的动力学理论
- 批准号:
2141564 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
SPH统一框架下流固耦合模拟中的高精度数值方法研究
- 批准号:12302383
- 批准年份:2023
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于统一框架的地球电磁数据反演技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于向量 Gerstewitz 函数的向量鲁棒优化计算可解性统一框架的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
统一框架下分集技术融合的阵列空间谱估计方法研究
- 批准号:61971438
- 批准年份:2019
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
低维与高维数学形态学理论框架的统一及应用研究
- 批准号:61871259
- 批准年份:2018
- 资助金额:63.0 万元
- 项目类别:面上项目
面向异构众核系统的统一编程框架研究
- 批准号:61572394
- 批准年份:2015
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
统一框架下的间歇过程故障诊断与控制研究
- 批准号:61573050
- 批准年份:2015
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
直方图平移可逆信息隐藏算法的统一框架及其性能优化研究
- 批准号:61402209
- 批准年份:2014
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于人脸的性别分类和年龄估计统一学习框架及其拓展研究
- 批准号:61472186
- 批准年份:2014
- 资助金额:81.0 万元
- 项目类别:面上项目
虚拟手术仿真中多模态耦合视触觉反馈关键问题研究
- 批准号:61373107
- 批准年份:2013
- 资助金额:75.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Understanding the perceptual mechanism of interoception based on predictive coding framework: A non-invasive empirical study
基于预测编码框架理解内感受的感知机制:一项非侵入性实证研究
- 批准号:
22KJ0109 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Extending the Triangulation Within a Study (TWIST) framework to improve real-world evaluation of genetically driven medication response
扩展研究内三角测量 (TWIST) 框架,以改善对遗传驱动药物反应的现实评估
- 批准号:
MR/X011372/1 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Research Grant
RAPID: Exploring an AI Literacies Framework for Young Children: A Delphi Study
RAPID:探索幼儿人工智能素养框架:德尔菲研究
- 批准号:
2334829 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Standard Grant
An end-to-end informatics framework to study Multiple Chronic Conditions (MCC)'s impact on Alzheimer's disease using harmonized electronic health records
使用统一的电子健康记录研究多种慢性病 (MCC) 对阿尔茨海默病的影响的端到端信息学框架
- 批准号:
10728800 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Development of framework and recommendations for indigenous engagement and participation in water governance: A comparative case study of the Philippi
制定土著参与和参与水治理的框架和建议:腓立比的比较案例研究
- 批准号:
2881005 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Studentship
Novel freely moving monkey framework for the study of naturalistic behaviors
用于研究自然行为的新型自由移动猴子框架
- 批准号:
10665292 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Study of the Issues of Thinking Framework of the Fundamental Postwar Educational Philosophy Based on the Triadic Structure Theory
基于三元结构理论的战后基本教育哲学思维框架问题研究
- 批准号:
23K02166 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Understanding service access and usage for people aging with HIV and neurocognitive concerns using the candidacy framework: findings from a community-based research study in 3 Canadian cities
使用候选框架了解老年艾滋病毒感染者和神经认知问题患者的服务获取和使用情况:加拿大 3 个城市的社区研究结果
- 批准号:
495224 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Study on Evidence-Based Accounting Policy Formation and Changes in Accounting Regulatory Framework in the U.S.
美国循证会计政策形成及会计监管框架变迁研究
- 批准号:
23K01698 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Evaluating the real-world impact of Internet-delivered Cognitive Behavioural Therapy (iCBT) through the lens of the RE-AIM framework: a retrospective cohort study in Ontario
通过 RE-AIM 框架的视角评估互联网提供的认知行为治疗 (iCBT) 对现实世界的影响:安大略省的一项回顾性队列研究
- 批准号:
475699 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 48万 - 项目类别:
Studentship Programs