内孤立波激发海面浪潮的机理与演化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11772341
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0904.水动力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

An internal solitary wave can excite a fully localized ‘rip’ region on the sea surface, which is called the ‘surface signature’ or ‘tide rip’ in the literature. The existence of the tide rip results in a significant change in reflectance as seen in satellite images, which provides a method for parameter inversion of internal solitary waves, therefore is of great importance in both science and engineering. In the proposed project, large-amplitude internal solitary waves and the associated tide rips are studied numerically and experimentally in a two-fluid system bounded above by a free surface. This is a multi-layer, multi-scale and strongly nonlinear problem, and the free boundary nature adds complexity, therefore it is not easily amenable to analysis. Based on the combination of multi-scale modeling, laboratory experiments, and high-resolution numerical simulations for the primitive Euler equations, we aim at understanding the resonant coupling between internal solitons and free-surface modes, as well as the generation mechanism of rips and their tempo-spatial distributions. Furthermore, via analyzing the hydrodynamic parameters of the ocean, internal solitons and the associated rips, we aim to establish the quantitative relationship among these three. The application of the theoretical and numerical results to the South China Sea will be carried out at last. This project is expected to contribute to the parameter retrieval of ocean internal solitary waves.
内孤立波能够在海洋表面激发出完全局部化的浪潮区,被称为激潮现象。激潮的存在使得卫星遥感图片所反映的海洋表面反射特征发生明显的变化,为内孤立波的参数反演提供了途径,具有重要的科学意义和应用价值。本项目以大振幅的内孤立波及其所激发的海洋表面特征波群为研究对象,以带自由面的两层流体系统为数学模型,综合运用多尺度建模、完全非线性欧拉方程的高精度数值模拟、实验室机理性实验这三种手段对激潮现象这一多界面、多尺度、强非线性的自由边界问题进行深入研究。分析内波与海洋表面波的耦合演化机制,揭示内波激潮的形成机理,得到潮区的时空分布规律。联合分析海洋参数、内孤立波的水动力学参数,及其所激发的海面波浪的水动力学参数这三者之间的关系和变化规律,最终定量地建立它们在力学表征上的关联,并对南海内波开展初步的应用,为提升内孤立波反演技术的精度和水平提供理论基础和分析方法。

结项摘要

内孤立波能够在海洋表面激发出完全局部化的浪潮区,被称为激潮现象。激潮的存在使得卫星遥感图片所反映的海洋表面反射特征发生明显的变化,为内孤立波的参数反演提供了途径,具有重要的科学意义和应用价值。本项目以大振幅的内孤立波及其所激发的海洋表面特征波群为研究对象,以带自由面的两层流体系统为数学模型,综合运用多尺度建模、完全非线性欧拉方程的高精度数值模拟、实验室机理性实验这三种手段对激潮现象这一多界面、多尺度、强非线性的自由边界问题进行深入研究。分析内波与海洋表面波的耦合演化机制,揭示内波激潮的形成机理,得到潮区的时空分布规律。联合分析海洋参数、内孤立波的水动力学参数,及其所激发的海面波浪的水动力学参数这三者之间的关系和变化规律,最终定量地建立它们在力学表征上的关联,并对南海内波开展初步的应用,为提升内孤立波反演技术的精度和水平提供理论基础和分析方法。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Oceanic internal solitary waves in three-layer fluids of great depth
大深度三层流体中的海洋内孤立波
  • DOI:
    10.1007/s10409-021-09012-x
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zian Wang;Zhan Wang;Chunxin Yuan
  • 通讯作者:
    Chunxin Yuan
Capillary-gravity waves on water of finite depth interacting with a linear shear current
有限深度水面上的毛细管重力波与线性剪切流相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Studies in Applied Mathematics
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Tao Gao;Paul A. Milewski;Zhan Wang
  • 通讯作者:
    Zhan Wang
New solutions for periodic interfacial gravity waves
周期性界面重力波的新解决方案
  • DOI:
    10.1017/jfm.2021.854
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Journal of Fluid Mechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Xin Guan;Jean-Marc V;en-Broeck;Zhan Wang
  • 通讯作者:
    Zhan Wang
Dynamics of interfacial gravity–capillary waves in three-dimensional fluids of great depth
大深度三维流体中的界面重力-毛细波动力学
  • DOI:
    10.1016/j.compfluid.2021.105151
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Computers and Fluids
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Haiyan Li;Zhan Wang
  • 通讯作者:
    Zhan Wang
Numerical computations of two-dimensional flexural-gravity solitary waves on water of arbitrary depth
任意深度水面上二维弯曲重力孤立波的数值计算
  • DOI:
    10.1093/imamat/hxy007
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    IMA JOURNAL OF APPLIED MATHEMATICS
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Gao, Tao;Vanden-Broeck, Jean-Marc;Wang, Zhan
  • 通讯作者:
    Wang, Zhan

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内波开尔文尾迹的多尺度建模与数值研究
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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

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          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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