线性和非线性海洋波传播的解析模拟

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10962001
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    刘焕文
  • 依托单位：
    广西民族大学
  • 学科分类：
    A0904.水动力学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目首先拟研究线性长波越过非理想防波堤时的准确解析解、逼近解析解。对二维情形的某些非理想具轴对称性的岛屿和水下浅滩,则拟给出线性长波折射和衍射的解析解、逼近解析解和数值解。我们也拟研究二维非线性Boussinesq方程的解析解。这些工作，在理论上将大大丰富人们对水波传播机理的认识，可用来对各种数值模型进行检验，节约工程物理实验花费的大量人力物力，另外，还可以用来揭示以前未被人们发现和认识的自然物理现象。

结项摘要

本项目研究海洋波传播中遇到各种理想和拟理想海底地形或结构物时的反射折射和衍射现象。给出了线性波越过水下浅滩、带冲刷槽潜堤、广义Homma岛、带冲刷坑水下圆柱时长波方程的解析解，以及宽频波越过各种潜堤、沙坝、水下陷坑、带冲刷槽潜堤、Homma岛及带理想冲刷槽圆柱岛时修正缓坡方程的解析解。. 本项目系列成果在如下三方面特别具有突破意义。第一，缓坡类方程的解析求解是水动力学的公开问题。美国科学院院士与工程院院士Mei和美国工程院院士Dean在他们各自的名著中曾指出：“求缓坡方程解析解很难”、“缓坡方程解析解没有”。因此缓坡方程自1972年建立以来40年间，国际上始终没有找到有效的普适求解方法。此前的2003年由英国雷丁大学Porter教授给出的唯一一个解析解考虑的仅为单个一维斜坡，且他给出的解析表达式包含对隐函数（波数）的积分，实际计算时还是不可避免地需要数值逼近。本项目创造性地建立了两个有效的通用方法，方法一是利用数学上的隐函数定理求波数的导数，方法二是直接将隐式缓坡类方程转化为显式缓坡类方程。这使得针对所有轴对称理想和拟理想地形都可以求得缓坡类方程的解析解。本项目已构造修正缓坡方程针对各种海底地形或结构物的5个解析解。第二，2011年发表于《J Engng Mech》的论文，第一次发现并验证了防波堤出现零反射的原因在于防波堤形状的对称性，为在实际应用中避免此类无效反射提供了准确的理论指导。第三，2013年发表于《J Engng Mech》的论文，从理论上证明了美国科学院与工程院院士Mei 曾给出的有关矩形防波堤反射系数为其宽度与来波波长比的周期函数的结论是错误的，我们严格的数学证明表明该反射系数仅为防波堤宽度与来波波长比的周期振荡函数。. 本项目在权威的美国土木工程师协会(ASCE)下属杂志《J Engng Mech》和《J Waterway, Port, Coastal Ocean Eng》上发表论文5篇，在港口海岸与近海工程国际二级学科一流期刊《Coastal Eng》发表1篇，在海洋工程领域国际顶级期刊《Ocean Eng》发表1篇，在水波理论国际学术期刊《Wave Motion》和《J Marine Sci Tech》各发表论文2篇，在应用数学类国际学术期刊《Appl Math Comp》等发表论文3篇。目前有10篇论文被SCI和EI同时收录。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Polynomial spline approach for solving second-order boundary-value problems with Neumann conditions
求解具有诺伊曼条件的二阶边值问题的多项式样条方法
  • DOI：
    10.1016/j.amc.2011.01.047
  • 发表时间：
    2011-04
  • 期刊：
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Li-Bin Liu;Huan-Wen Liu;Yanping Chen
  • 通讯作者：
    Yanping Chen
The series solution to the modified mild-slope equation for wave scattering by Homma islands
本间岛波散射修正缓坡方程的级数解
  • DOI：
    10.1016/j.wavemoti.2013.02.012
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Wave Motion
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Huan-Wen Liu;Huan-Wen Liu;Jian-Jian Xie;Jian-Jian Xie
  • 通讯作者：
    Jian-Jian Xie
An analytic solution to the modified mild-slope equation for wave propagation over one-dimensional piecewise smooth topographies
一维分段光滑地形上波传播的修正缓坡方程的解析解
  • DOI：
    10.1016/j.wavemoti.2012.01.002
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Wave Motion
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Huan-Wen Liu;Huan-Wen Liu;Jing Yang;Jing Yang;Pengzhi Lin;Pengzhi Lin
  • 通讯作者：
    Pengzhi Lin
An analytical solution for long-wave scattering by a submerged cylinder in an axi-symmetrical pit
轴对称坑中水下圆柱体长波散射的解析解
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Marine Science and Technology-Taiwan
  • 影响因子：
    0.5
  • 作者：
    Huan-Wen Liu;Huan-Wen Liu;Xiao-Ling Sun;Xiao-Ling Sun
  • 通讯作者：
    Xiao-Ling Sun
An Analytical Solution for Long-Wave Reflection by a General Breakwater or Trench with Curvilinear Slopes
一般防波堤或曲线坡沟长波反射的解析解
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Engineering Mechanics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Huan-Wen Liu;Huan-Wen Liu;Jiong-Xing Luo;Jiong-Xing Luo;Pengzhi Lin;Pengzhi Lin;Rui Liu;Rui Liu
  • 通讯作者：
    Rui Liu

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其他文献

水波问题中线性长波方程和缓坡方程解析解研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    四川大学学报( 工程科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘焕文;林鹏智
  • 通讯作者：
    林鹏智
沙坝及人工沙坝引起海洋表面波Bragg 共振反射的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    应用数学和力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘焕文
  • 通讯作者：
    刘焕文
周期排列抛物形系列沟槽引起的线性水波Bragg共振及共振相位上移
  • DOI：
    10.21656/1000-0887.420123
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    应用数学和力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘俊杰;刘焕文;李长江
  • 通讯作者：
    李长江
A new extragradient-type method for mixed variational inequalities
一种新的混合变分不等式的超梯度型方法
  • DOI：
    10.1016/j.orl.2015.08.009
  • 发表时间：
    2015-11
  • 期刊：
    Operations Research Letters
  • 影响因子：
    1.1
  • 作者：
    唐国吉;朱明;刘焕文
  • 通讯作者：
    刘焕文
Powell-Sabin (II) 型加密三角剖
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    计算数学，Vol.30, 49-58, 2008.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谌孙康;刘焕文
  • 通讯作者：
    刘焕文

其他文献

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AI项目思路

AI技术路线图

刘焕文的其他基金

缓坡类方程的解析解与逼近解析解及港口防波堤优化设计的基础研究
  • 批准号：
    51369008
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    50.0 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
缓坡方程、修正缓坡方程和扩展缓坡方程的准确解析解研究
  • 批准号：
    51149007
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    10.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
水波反射、折射与衍射问题的解析模型
  • 批准号：
    10462001
  • 批准年份：
    2004
  • 资助金额：
    18.0 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
线性与非线性水波传播的交互边界元模拟
  • 批准号：
    10162001
  • 批准年份：
    2001
  • 资助金额：
    13.0 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 资助金额：
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相似海外基金

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知道了

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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