Coupled Flow and Transport Modeling and Simulation of Complex Fluids and Extreme Weather Patterns by Harnessing Data

利用数据对复杂流体和极端天气模式进行耦合流动和传输建模及模拟

基本信息

  • 批准号:
    2208499
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-06-01 至 2025-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Complex fluids and tornadoes can be understood mathematically by studying a coupled flow and transports. Complex fluids are used in many important areas, including medicine, the military, and the oil industry, to name a few. Recent experimental results by Shell groups show that the shear induced structure observed in the wormlike micellar fluids can be effectively used for enhanced oil recovery. The proposed research will provide a desired quantitative understanding of wormlike micellar fluids. Tornadoes are complex meteorological phenomena that are often associated with severe convective atmospheric conditions. According to NOAA/National Weather Service, more than 797 tornadoes occurrences have already been confirmed in 2021. Tornadoes are becoming more frequent and severe due to global warming as well. The proposed research will elucidate the understanding of tornadogenesis, which is crucial to make a proper tornado warning issue, thereby avoiding catastrophic damage and casualties. This project will develop conservative, discrete maximum principle preserving, and efficient numerical schemes that can be used for simulating coupled flow and transports that arise in important areas of research, such as complex fluids and tornadoes. These new methods will be analyzed mathematically and enhanced by using a class of new fast solvers to drastically reduce the complexity of computational bottlenecks. The framework developed by the PI in this project will enable researchers to tackle a wide spectrum of physical parameters that have been elusive for computational rheologists for decades. Compatible window-wise physics informed neural network will be attempted to solve regularized complex fluids. The project will present a new tornado model for the understanding of extreme micro-weather patterns in vapor-to-particle reaction, convection, and diffusion. In particular, this project will elucidate and fill the gap between mathematical modeling and phenomena of tornadoes, thereby deepening the understanding of tornadogenesis. A data-driven deep neural networks will be designed for determining the unknown physical parameters in the tornado model as well.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.
复杂的流体和龙卷风可以通过研究耦合的流动和传输来数学地理解。复杂流体用于许多重要领域,包括医学、军事和石油工业,仅举几例。壳牌集团最近的实验结果表明,在蠕虫状胶束流体中观察到的剪切诱导结构可以有效地用于提高石油采收率。该研究将为蠕虫状胶束流体的定量研究提供一个理想的工具。龙卷风是一种复杂的气象现象,通常与强对流大气条件有关。根据NOAA/国家气象局的数据,2021年已确认发生超过797次龙卷风。由于全球变暖,龙卷风也变得越来越频繁和严重。拟议的研究将阐明对龙卷风发生的理解,这对于制定适当的龙卷风警报至关重要,从而避免灾难性的破坏和伤亡。该项目将开发保守的,离散的最大值原理保持,和有效的数值方案,可用于模拟耦合流和运输出现在重要的研究领域,如复杂的流体和龙卷风。这些新方法将进行数学分析,并通过使用一类新的快速求解器来增强,以大幅降低计算瓶颈的复杂性。PI在该项目中开发的框架将使研究人员能够解决数十年来计算流变学家难以理解的各种物理参数。兼容的窗口物理学通知神经网络将尝试解决正则化的复杂流体。该项目将提出一个新的龙卷风模型,用于了解蒸汽-粒子反应、对流和扩散中的极端微观天气模式。特别是,本项目将阐明和填补龙卷风的数学模型和现象之间的差距,从而加深对龙卷风发生的理解。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(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ 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 }}

Young-Ju Lee其他文献

Construction of interfacial amorphous/crystalline multi-metal sulfide heterostructures and jellyfish-derived activated carbon for high-energy density hybrid pouch supercapacitors
用于高能密度混合软包超级电容器的界面非晶/结晶多金属硫化物异质结构和水母衍生活性炭的构建
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2024.10.055
  • 发表时间:
    2025-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.300
  • 作者:
    Rajavel Velayutham;C. Justin Raj;Pugalenthiyar Thondaiman;Amol Marotrao Kale;Ramu Manikandan;John D. Rodney;Yangho Choi;Young-Ju Lee;Myoshin Kim;Simon Moulton;Byung Chul Kim
  • 通讯作者:
    Byung Chul Kim
On The Sharpness of a Korn’s Inequality For Piecewise $$H^1$$ Space and Its Applications
  • DOI:
    10.1007/s10915-024-02724-w
  • 发表时间:
    2024-11-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.300
  • 作者:
    Qingguo Hong;Young-Ju Lee;Jinchao Xu
  • 通讯作者:
    Jinchao Xu
Tree diversity’s impact on coarse woody debris biomass and spatial stability under different moisture stress levels in temperate forests, South Korea
韩国温带森林不同水分胁迫水平下树木多样性对粗木质残体生物量和空间稳定性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ecolind.2025.113309
  • 发表时间:
    2025-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.400
  • 作者:
    Hae-In Lee;Young-Ju Lee;Chang-Bae Lee
  • 通讯作者:
    Chang-Bae Lee
Practical study of optimizing the cool-down scenario for the KSTAR helium refrigeration system
  • DOI:
    10.1016/j.fusengdes.2017.05.102
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Dong-Seong Park;Kyung-Mo Moon;Nam-Won Kim;Nak-Hyung Song;Jae-Joon Joo;Sang-Woo Kwag;Young-Ju Lee;Yong-Bok Chang;Chul-Hee Lee;Hee-Jae Ahn;Yaung-Soo Kim
  • 通讯作者:
    Yaung-Soo Kim

Young-Ju Lee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('Young-Ju Lee', 18)}}的其他基金

Modeling and Simulations of Complex Fluids and Atomistic Strain
复杂流体和原子应变的建模和仿真
  • 批准号:
    1358953
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling and Simulations of Complex Fluids and Atomistic Strain
复杂流体和原子应变的建模和仿真
  • 批准号:
    1318465
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Novel Numerical Techniques for Complex Fluids Modeling
复杂流体建模的新颖数值技术
  • 批准号:
    0915028
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New numerical techniques for non-Newtonian flow simulations and their application to modelling of complex flows
非牛顿流动模拟的新数值技术及其在复杂流动建模中的应用
  • 批准号:
    0753111
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New numerical techniques for non-Newtonian flow simulations and their application to modelling of complex flows
非牛顿流动模拟的新数值技术及其在复杂流动建模中的应用
  • 批准号:
    0609655
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

肝硬化患者4D Flow MRI血流动力学与肝脂肪和铁代谢的交互机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4D Flow MRI 技术联合HA/cRGD-GD-LPs对比剂增强扫描诊断肝纤维化分期的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4 D-Flow MRI评估吻合口大小对动静脉瘘的血流动力学以及临床预后的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
构建4D-Flow-CFD仿真模型定量评估肝硬化门静脉血流动力学
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4D-FLOW MRI实现特发性颅内压增高患者静脉窦无创测压和血流动力学分析
  • 批准号:
    82301457
  • 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
结合4D flow的多模态心脏磁共振成像在肥厚型心肌病中的应用研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
驻高海拔地区铁路建设工程项目员工的Flow体验、国家认同与心理韧性:积极环境心理学视角
  • 批准号:
    72271205
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    44 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Flow-through流场的双离子嵌入型电容去离子及其动力学调控研究
  • 批准号:
    52009057
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
主动脉瓣介导的血流模式致升主动脉重构的4D Flow MRI可视化预测模型研究
  • 批准号:
    82071991
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于4D Flow MRI探讨侧支循环影响颈内动脉重塑的机制研究
  • 批准号:
    81801139
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Coupled water flow and heat transport in frozen soils
冻土中水流与热传输的耦合
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06542
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Coupled water flow and heat transport in frozen soils
冻土中水流与热传输的耦合
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06542
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Biogeochemical hot moments upon flow resumption and coupled sediment transport: A comprehensive approach for temporary and perennial stream ecosystems (FlowReSeT)
流量恢复和耦合沉积物运输时的生物地球化学热点:临时和常年河流生态系统的综合方法(FlowReSeT)
  • 批准号:
    437010585
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Research Grants
Coupled water flow and heat transport in frozen soils
冻土中水流与热传输的耦合
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06542
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Adaptive Droplets Transport Through Coupled Flow Paths
通过耦合流路的自适应液滴传输
  • 批准号:
    422791884
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Coupled water flow and heat transport in frozen soils
冻土中水流与热传输的耦合
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06542
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Coupled water flow and heat transport in frozen soils
冻土中水流与热传输的耦合
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06542
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Shale gas fracking: A coupled analysis of fluid transport, storage and flow through fracture networks
页岩气水力压裂:裂缝网络中流体输送、储存和流动的耦合分析
  • 批准号:
    1815494
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Studentship
2016 Gordon Research Conference on Flow & Transport in Permeable Media:Bridging the Gap Between Scales and Processes for Strongly Coupled Systems; Girona, Spain; July 30-31, 20
2016年戈登心流研究会议
  • 批准号:
    1600392
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Three-dimensional analysis of coupled thermohaline flow and reactive transport in fractured geothermal reservoirs
裂缝性地热储层温盐流与反应输运耦合的三维分析
  • 批准号:
    175644494
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Independent Junior Research Groups
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了