INTELLIGENT GRAPHIC MODELER INTEGRATING FE ANALYSIS OF TRANSIENT HEAT TRANSFER WITH EARLY COMPUTER-AIDED DESIGN OF ENERGY-EFFICIENT BUILDINGS

摘要

The paper presents the Intelligent Graphic Modeler concept, the novel approach to an integration of computer-aided design and FE analysis of 2D heat transfer in the building walls. IGM integrates FEA and design at a very first stage of the design process. The IGM concept is based on AI techniques and Fuzzy Logic approach. It introduces a fundamental and unique idea of a human brain following recognition to extract a knowledge from the poor information entity-based technical drawings. Fuzzy Modeler has been developed to implement the unique idea of recognition. Fuzzy Modeler extracts a geometrical information in process of recognition and identification of the inaccurate and equivocal entity-based drawings. To identify the heat transfer conditions, an unique idea of fuzzy expert system Task Identification Module is introduced. Task Identification Module identifies the heat transfer conditions and creates a discrete FE model. Task Identification Module is able to run computations and to present results, as well. In the paper, ARTIF HEAT Module being a practical application of the IGM concept is presented.%Skrócenie czasu trwania procesu projektowania wymaga zastosowania analizy konstrukcji za pomocą MES już na bardzo wczesnym etapie procesu projektowania. Na tak wczesnym etapie projektowania, analiza powinna być przeprowadzona przez samego konstruktora. Bez żadnych wątpliwości, umożliwi to znaczące przyspieszenie procesu projektowania i poprawi jakość projektowanej konstrukcji. Na wczesnym etapie komputerowo wspomaganego projektowania budowlanego i architektonicznego zwykle stosuje się podejście oparte na prostych obiektach graficznych. Jednakże, podejście oparte na prostych obiektach graficznych prowadzi do powstania modeli ubogich w informację oraz do niedokładnych i niejednoznacznych rysunków technicznych. Utrudnia to integrację wczesnej fazy projektowania z fazą analizy konstrukcji w systemach CAD. Niniejsza praca prezentuje koncepcję Intelligent Graphic Modeler, będącą nowatorskim podejściem do integracji wspomaganego komputerowo projektowania z analizą MES przepływu ciepła w mostkach cieplnych przegród budowlanych. IGM integruje fazę projektowania i analizę MES na bardzo wczesnym etapie procesu projektowania. Koncepcja IGM oparta jest na Logice Rozmytej, a do jej opracowania zastosowano techniki sztucznej inteligencji. W celu ekstrakcji wiedzy z ubogich w informację modeli, koncepcja IGM wprowadza unikalną i fundamentalną ideę rozpoznawania rysunku zgodnie z procesem odbywającym się w mózgu człowieka. W pracy zaprezentowano nowatorski Modeler Rozmyty, w którym zaimplementowano unikalną koncepcję rozpoznawania. Modeler Rozmyty dokonuje ekstrakcji danych geometrycznych poprzez rozpoznanie i identyfikację niedokładnych i niejednoznacznych rysunków, złożonych z prostych obiektów graficznych. W celu identyfikacji warunków pracy układu fizycznego opracowano nowatorski rozmyty system ekspertowy Task Identification Module. Task Identification Module identyfikuje symbole graficzne prezentujące warunki przepływu ciepła w układzie fizycznym i tworzy model dyskretny zjawiska fizycznego. Task Identification Module jest również w stanie wykonać obliczenia i zaprezentować wyniki. Działanie IGM zaprezentowano na przykładach wykonanych za pomocą systemu ARTIF HEAT Module, który jest praktyczną implementacją koncepcji IGM.