Naujas įrankis leidžia suformuoti ekonomišką išlenktą stiklą

Vartotojas gali lengvai pritaikyti savo pradinę idėją, kad sukurtų įspūdingą stiklo priekį su kietu lenkimu. Paskola © Ruslanas Guseynovas / IST Austrija

Pamesti stiklo fasadai gali būti stulbinamai gražūs, tačiau tradiciniai statybos metodai yra labai brangūs. Plokštės paprastai gaminamos „karštojo lenkimo“ būdu, kai stiklas kaitinamas formuojant liejimo būdu arba specializuotomis mašinomis – energiją taupančiu procesu, susidarantiu atliekų perteklių atskirų liejinių pavidalu. Šaltai pakreiptas stiklas yra pigesnė alternatyva, tokiu atveju plokščias tamsintas stiklas pakreipiamas ir pritvirtinamas prie statybų aikštelės rėmų. Tačiau, atsižvelgiant į medžiagos trapumą, yra labai sunku sugalvoti „estetiškai atrodantį“ produktyvų kiaušinį. Dabar interaktyvus, duomenimis pagrįstas projektavimo įrankis leidžia architektams tai padaryti.

Sukurta mokslininkų iš IST Austrijos, „TU Wien“, UJRC և KAUST mokslininkų grupės, programa leidžia vartotojams interaktyviai manipuliuoti fasado dizainu և iškart reaguoti į skydo struktūrą և estetiką, o tai yra labai patogus dizainerio ketinimų variantas. Programa remiasi giliu neuroniniu tinklu, sukurtu specialiai fizinėms simuliacijoms, kad būtų galima numatyti stiklo plokštės formą. Be to, kad vartotojai gali interaktyviai pritaikyti dizainą, jis gali automatiškai optimizuoti dizainą, lengvai integruotis į įprastą architekto darbo eigą. Programinės įrangos արդյուն apklausos rezultatai, pateikti „SIGGRAPH Asia 2020“.

Karštas pakreiptas և šaltas pakreiptas stiklas

Karštai tamsintas stiklas buvo naudojamas nuo XIX a., Nors paprastai jis buvo prieinamas tik 1990 m. Procesas vis dar yra labai brangus, logistikos sistema, skirta perkelti sulenktą stiklą, yra sudėtinga. Alternatyvus, šalto grūdinimo stiklas buvo sukurtas maždaug prieš dešimt metų. Tai buvo nebrangu gaminti, lengva perkelti ir geresnės geometrinės-vizualinės kokybės nei karštai tamsintas stiklas. Technika taip pat leido architektams naudoti specialias stiklo rūšis, kad būtų galima tiksliai įvertinti plokščių deformacijos įtempį.

Problema ta, kad šalto pakreipto stiklo fasadų dizainas yra didžiulė skaičiavimo užduotis. Ruslanas Guseynovas, IST Austria Postcourt և bendraautorius, paaiškina: “Nors galima apskaičiuoti, kada atskira plokštė sulaužys, arba užtikrinti papildomą krovinių saugumą dirbant su visa priekine dalimi, kurioje dažnai būna tūkstančiai plokščių – paprastiems projektavimo įrankiams tai tiesiog per daug sudėtinga.” Be to, kiekvieną kartą keisdamiesi, naudokite kompiuterį, naudodami tradicinius skaičiavimo metodus, kad gautumėte stresą, arba jums prireiktų per daug laiko.

Naujų technologijų galimybė

Taigi komandos tikslas buvo sukurti programinę įrangą, leidžiančią (ne ekspertui) vartotojui interaktyviai redaguoti paviršių, realiuoju laiku teikiant informaciją apie pasvirusį arklį ir susijusius įtempimus kiekvienam atskiram skydui. Jie nusprendė dėl duomenimis pagrįsto požiūrio. Komanda atliko daugiau nei milijoną modeliavimo būdų, kad būtų sukurta duomenų bazė apie galimus stiklo arklius, kuriuos architektūra vaizduoja pagal standartinį kompiuterinį dizainą (CAD). Tada „Deep Nerve Network“ (DNN) buvo apmokytas pagal šiuos duomenis. Šis DNN tiksliai numato vieną ar dvi galimas stiklo plokštės formas tam tikrai keturkampei ribai. tada jie gali būti naudojami ant architekto fasado.

Tai, kad DNN numatė kelis arklius, buvo „vienas nuostabiausių DNN aspektų“, priduria TU „Wien“ bendraautorius ir tyrėjas Konstantinas Gavriilas. “Mes žinojome, kad ši siena neapibrėžė skydo unikaliai, tačiau nesitikėjome, kad DNN sugebės rasti daugybę sprendimų, nors dar niekada nematė dviejų alternatyvių skydų kitoje sienoje.” Iš sprendimų visumos programa parenka lango geometriją, kuri geriausiai tinka fasado dizainui, atsižvelgiant į tokias savybes kaip rėmų lygumas ir atspindžiai.

Tada vartotojas gali pritaikyti savo modelį, kad sumažintų stresą ar pagerintų bendrą išvaizdą. Jei tai yra per sunku, vartotojas bet kuriuo metu gali automatiškai optimizuoti dizainą, suteikdamas „geriausiai tinkantį“ sprendimą, kuris žymiai sumažina nepraktiškų plokščių skaičių. Galų gale visas plokštes galima saugiai pastatyti, arba vartotojas gali pasirinkti kai kurias iš jų sulenkti. Kai vartotojas yra patenkintas arkliu, programa eksportuoja plokščio skydo formas ir rėmų geometrijas, reikalingas priekiui pastatyti.

Tikslumas և efektyvumas

Testas: tikslumas: Remdamasi modeliavimu, komanda pagamino rėmus: stiklo plokštes, įskaitant labai streso patiriančias plokštes. Blogiausiu atveju jie pastebėjo nedidelį nukrypimą nuo numatomų kiaušinių (mažesnių nei plokštės storis), և visos plokštės buvo pagamintos taip, kaip tikėtasi. Komanda taip pat patikrino, ar duomenimis pagrįstas modelis teisingai (efektyviai) atkartojo modeliavimo rezultatą.

„Manome, kad sukūrėme naują, praktišką sistemą, sujungiančią geometrinį dizainą su klastojimu, leidžiančią dizaineriams veiksmingai suderinti ekonominius, estetinius ir inžinerinius standartus“, – apibendrina Austrijos IST profesorius Berndas Bickelis. : Ateityje projektas gali būti išplėstas įtraukiant papildomas praktinio architektūrinio projektavimo ypatybes arba įvairios medžiagos gali būti naudojamos ištobulintiems mechaniniams modeliams tirti.

Nuoroda. Konstantino Gavrilo, Ruslano Guseynovo, Jėzaus Perezo, Davideo Pelio, Paulo Hendersono, Floriano Risto, Helmuto Potmano և Berndo Bickelio „Skaičiavimas nuo šalčio nuožulnių stiklo fasadų“, 2020 m. Lapkričio mėn. ACM grafikos operacijos,
DOI: 10.1145 / 3414685.3417843:

Finansavimas. Europos Sąjungos mokslinių tyrimų ir inovacijų programa „Horizontas 2020“

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Neįprastai vykdant pandemiją ir branduolinę gynybą galima apsaugoti žmones nuo nelaimių

Paleiskite „SM-3 Block IB“ perėmėją iš raketinio kreiserio „USS Lake Erie“ (CG 70). Kreditas: JAV karinis jūrų laivynas Gyvenimas Žemėje gali smarkiai ir greitai...

Newsletter

Subscribe to stay updated.