Ғимарат және өнеркәсіптік нысан жобаларында ағынды есептеу жағдайларының саны тез өседі. Ғимараттарды орналастырудың 5 баламасын, ойықтардың 4 шартын және желдің 16 бағытын біріктірсеңіз, 320 жағдай шығады. Бір жағдайға 4 сағат кетсе, қарапайым есеппен 53 күн. Жобалау кестесі мұны күтпейтіндіктен, іс жүзінде көбіне бірнеше жағдай ғана таңдалып есептеледі, қалғаны болжанады.
Мәселе — «қай жағдайларды таңдау керек»
Тәжірибелі инженерлер әдетте дұрыс таңдайды. Бірақ сол таңдаудың негізін үшінші тарапқа түсіндіру қиын, ал сараптама кеңесінде «неге тек осы шарттарды қарастырдыңыз?» деген сұрақ қойылса, жауап әлсіз болады. Одан да үлкен мәселе — интуиция байқамайтын үйлесімдердің болуы. Әр айнымалы жеке алғанда қалыпты, бірақ белгілі бір үйлесімде ғана өнімділік күрт нашарлайтын аймақтар іс жүзінде жиі кездеседі.
Суррогат модельдің (Surrogate Model) рөлі
Суррогат модель — аз ғана дәл есептеу нәтижелерінен үйреніп, қалған шарттардың нәтижелерін жуықтап болжайтын модель. Мұндағы басты нәрсе — суррогат модельдің болжамдары қорытынды ретінде пайдаланылмайды. Суррогат модель тек қай жерді мұқият қарау керектігін көрсететін карта.
Тәжірибеде қолдану тәртібі
- 1-кезең — Бастапқы іріктеу · Жобалық айнымалылар кеңістігін біркелкі қамтитын 20~40 жағдай таңдалып, дәл CFD есебі жүргізіледі. Кездейсоқ таңдау емес, латын гиперкубы сияқты кеңістікті толтыру әдістері қолданылады.
- 2-кезең — Суррогат модельді оқыту · Бастапқы нәтижелер бойынша жауап беті құрылып, болжам қателігі айқас тексеру арқылы сандық бағаланады. Қателік рұқсат етілген шектен асса, қосымша үлгілер қосылады.
- 3-кезең — Толық аумақты сканерлеу · Суррогат модель арқылы барлық үйлесімдер бірнеше секундта қаралып, қауіпті аймақтар мен оңтайлы үміткер аймақтар анықталады.
- 4-кезең — Іріктемелі дәл есептеу · Тек қауіпті аймақтардың шекаралары мен 10~20 оңтайлы үміткер жағдай дәл CFD арқылы қайта есептеліп, бекітіледі.
- 5-кезең — Тексеру және есеп беру · Дәл есептеу нәтижелері суррогат модель болжамдарымен салыстырылып, модельдің сенімділік аралығы есепте көрсетіледі.
Нақты нәтижелер мен шектеулер
DINETT орындаған кешен орналасуын сараптау мысалында толық есептеудегі 320 жағдайдың орнына дәл есептеу 54 жағдайға дейін қысқарды. Сараптама мерзімі шамамен екі есе азайды, ал бір мезгілде қаралған шарттар саны керісінше артты. Интуиция таңдамаған болар еді деген екі қауіпті үйлесім осы процесте анықталды.
Дегенмен шектеулер де айқын. Физикалық құбылыс үзілісті түрде өзгеретін аймақтарда — мысалы, ағынның кенеттен ажырауы орын алатын шарттарда — суррогат модельдің болжамы қатты ауытқиды. Сондықтан суррогат модельдің сенімділігі төмен аймақтар міндетті түрде дәл есептеу арқылы тексерілуі тиіс және бұл шешімді автоматтандыруға тапсырмау маңызды.
AI сараптама ауқымын кеңейту үшін қолданылады, қорытынды шығару үшін емес. Түпкілікті шешім дәл есептеу нәтижелері мен инженердің пайымына негізделуі тиіс, ал есепте қай жағдайлар дәл есептеу, қайсысы болжам екені анық ажыратылып көрсетіледі.
Неден бастаған жөн
Бұл тәсіл әр жобаға қажет емес. Жағдайлар саны 50-ден аз болса, толық есептеу қарапайым әрі қауіпсіз. Бұл тәсіл айнымалылар 3 немесе одан көп, үйлесімдер 100 жағдайдан асатын және жобалау кестесі тығыз болған жағдайда мәнді.
Сондай-ақ бұл жұмыс процесін ұйым ішінде орнықтыру үшін есептеуді автоматтандыру скрипттері мен нәтижелерді басқару жүйесі қатар болуы керек. DINETT клиенттер оны өз күшімен жүргізе алуы үшін тәртіп пен үлгілерді беруге дейін қолдау көрсетеді.
Бұл мақала DINETT компаниясының инженерлік модельдеу бөлімінің практикалық тәжірибесі негізінде жазылды. Нақты қолдану әдістері немесе жоба бойынша кеңес қажет болса, қызметке сұрау арқылы хабарласыңыз.
