70 yılı aşkın süredir mühendislik ve fizik bilimlerinde öngörücü bir araç olarak kullanılan iyi bilinen bir matematiksel yöntem, Cambridge mühendisleri tarafından yürütülen dönüm noktası araştırmasında kökten yeniden tasarlandı.
Aksi takdirde çözülemeyen matematiksel modellere bilgisayar simülasyonlu çözümler sağlayan bir araç olan Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM), günümüz uygulamalı matematiğinin, sayısal analizin ve yazılım geliştirmenin temel taşını oluşturmuştur, ancak verileri FEM ile entegre etme becerisi gelişmiştir. Fiziksel model tahminlerini yapma teknikleri şimdiye kadar gözden kaçmıştı.
Cambridge Üniversitesi, Batı Avustralya Üniversitesi (UWA) ve Alan Turing Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, FEM’i yeniden tasarlamak ve Digital Twins’in gerçekleştirilebileceği temeli ve metodolojiyi oluşturmak için işbirliği yaptı. Bulgularını Proceedings of the National Academy of Sciences’da ( PNAS ) bildiriyorlar .
Raporun yazarlarından Profesör Mark Girolami, İnşaat Mühendisliği Profesörü Sir Kirby Laing, Cambridge Üniversitesi Kraliyet Mühendislik Araştırma Akademisi Başkanı ve Alan Turing Enstitüsü Veri Merkezli Mühendislik Program Direktörü, araştırmanın ticari olduğunu söyledi. faiz.
“Dijital İkizler – fiziksel ve sanal dünyanın eşleşmesi – daha geniş mühendislik topluluğunun önemli güncel ilgisini çekiyor. Verileri FEM’lerle entegre ederek, bu yeni çalışma, bu Dijital İkizlerin gerçekleştirilebileceği temeli ve metodolojiyi sağlıyor,” dedi. .
“Karmaşık sistemlere ilişkin matematiksel açıklamalarımızın yanlış olabileceğini ve sistemin tüm yönlerini yakalayamayacağını kabul ederek, verileri ve matematiksel modelleri harmanlamak için çok doğal ve tamamen yeni bir yol sağlayan ZEE’nin istatistiksel bir tanımını tanımlayabildik. gerçekten güçlü bir yol.
“Bu, Dijital İkiz devriminin matematiksel temellerini atmak için istatistiksel teknikleri FEM’lerle birleştirme fırsatı sağlıyor. Şimdiye kadar, verilerin doğrudan nasıl hesaba katılabileceği FEM’lerde eksikti.”
PNAS makalesi, okyanus solitonlarını, yani Avustralya’nın Kuzey Batı Sahili’nde ve dünyanın başka yerlerinde meydana gelen büyük genlikli iç dalgalar hakkındaki anlayışımızı geliştirme bağlamında yöntemi göstermektedir.
Connor Duffin, Ph.D. UWA Fizik, Matematik ve Bilgisayar Okulu öğrencisi ve makalenin baş yazarı şunları ekledi: “Bilimsel olarak solitonlar, deniz tabanındaki besinler nedeniyle yerel gübrelemeyi ve dolayısıyla biyolojiyi etkileyen türbülans ve karışımı ortaya çıkaran önemli olaylardır. Su sütunu. Mühendislik uygulamaları için, solitonların oluşumunun ve büyüklüğünün tahmin edilmesi, mevcut ve gelecekteki varlıkların güvenliğini ve çalışmasını etkilediği için Avustralya açık deniz endüstrisi için özellikle ilgi çekicidir. “