I bygg- og anleggsprosjekter vokser antallet strømningsanalyser raskt. Kombiner 5 alternative bygningsplasseringer, 4 åpningsforhold og 16 vindretninger, så har du 320 tilfeller. Med 4 timer per tilfelle blir det 53 dager ved enkel regning. Prosjekteringsplanen venter ikke på det, så i praksis beregner de fleste noen få utvalgte tilfeller og anslår resten.
Spørsmålet er «hvilke tilfeller som skal velges»
Erfarne ingeniører velger som regel godt. Men grunnlaget for valgene er vanskelig å forklare for en tredjepart, og når en fagnemnd spør «hvorfor vurderte dere bare disse forholdene?», blir svaret tynt. Det større problemet er at det finnes kombinasjoner som intuisjonen overser. Soner der hver variabel for seg er uproblematisk, men der ytelsen forverres kraftig ved én bestemt kombinasjon, påvises i praksis ofte.
Surrogatmodellens rolle
En surrogatmodell lærer av et lite antall detaljerte analyseresultater for å tilnærme resultatene for alle øvrige forhold. Det viktige er at surrogatmodellens prognoser ikke brukes som konklusjoner. En surrogatmodell er utelukkende et kart som viser hvor man må se nøye etter.
Praktisk arbeidsflyt
- Trinn 1 – Innledende utvalg · Velg 20–40 tilfeller som dekker designvariablenes rom jevnt, og kjør detaljert CFD på dem. Bruk romfyllende metoder som latinsk hyperkubeutvalg, ikke tilfeldig utvalg.
- Trinn 2 – Trening av surrogatmodellen · Bygg en responsflate fra de innledende resultatene og kvantifiser prognosefeilen med kryssvalidering. Overskrider feilen toleransen, legges flere utvalg til.
- Trinn 3 – Skanning av hele domenet · Bruk surrogatmodellen til å gå gjennom alle kombinasjoner på sekunder og identifisere risikosoner og soner med optimumskandidater.
- Trinn 4 – Målrettet detaljert analyse · Beregn bare grensene for risikosonene og 10–20 optimumskandidater på nytt med detaljert CFD for å bekrefte dem.
- Trinn 5 – Verifisering og rapportering · Sammenhold resultatene fra detaljert analyse med surrogatmodellens prognoser og oppgi modellens konfidensintervall i rapporten.
Reelle gevinster og begrensninger
I en vurdering av områdeplassering utført av DINETT ble antallet detaljerte analyser redusert til 54 tilfeller mot 320 ved full beregning. Vurderingsperioden ble omtrent halvert, og antallet vurderte forhold økte faktisk. To risikokombinasjoner som intuisjonen ikke ville ha valgt, ble oppdaget underveis.
Begrensningene er likevel tydelige. Der fysiske forhold endrer seg diskontinuerlig – for eksempel ved forhold der strømningsavløsning plutselig oppstår – kan surrogatmodellens prognoser bomme kraftig. Derfor må områder med lav pålitelighet i surrogatmodellen alltid kontrolleres med detaljert analyse, og denne vurderingen må ikke overlates til automatisering.
AI brukes til å utvide kontrollomfanget, ikke til å trekke konklusjoner. Endelige avgjørelser må bygge på resultater fra detaljert analyse og ingeniørens skjønn, og rapportene må tydelig angi hvilke tilfeller som er detaljerte analyser og hvilke som er prognoser.
Hvor du bør begynne
Ikke alle prosjekter trenger denne tilnærmingen. Med færre enn 50 tilfeller er full beregning enklere og sikrere. Tilnærmingen lønner seg når det er tre eller flere variabler, over 100 kombinasjoner og en stram prosjekteringsplan.
For å forankre arbeidsflyten i en organisasjon kreves også skript for analyseautomatisering og et system for resultatstyring. DINETT støtter kundene helt frem til overføring av prosedyrer og maler, slik at de kan drive det med egen kompetanse.
Denne artikkelen bygger på praktisk erfaring fra DINETTs avdeling for ingeniørsimulering. For konkrete anvendelser eller prosjektrådgivning, kontakt oss via Tjenesteforespørsel.
