Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert den Bereich der Wärmetechnik und bietet neue Werkzeuge und Techniken zur Verbesserung von Design, Analyse und Steuerung thermischer Systeme.
Einer der wichtigsten Bereiche, in denen KI einen bedeutenden Einfluss hat, ist die Optimierung von thermischen Systemen. Herkömmliche Optimierungsverfahren, wie z. B. der Gradientenabstieg, können bei der Anwendung auf komplexe thermische Systeme sehr zeit- und rechenaufwändig sein. KI-basierte Optimierungsalgorithmen, wie genetische Algorithmen und neuronale Netze, können schnellere und genauere Lösungen liefern. Diese Algorithmen können auch mit einer größeren Anzahl von Entwurfsvariablen und Einschränkungen umgehen, was eine umfassendere Optimierung des Systems ermöglicht.
Ein weiterer Bereich, in dem KI einen Unterschied macht, ist die Vorhersage und Steuerung von thermischen Systemen. Herkömmliche Regelungsmethoden wie die PID-Regelung (Proportional-Integral-Differential-Regelung) beruhen auf mathematischen Modellen, die für komplexe thermische Systeme nur schwer zu entwickeln und zu pflegen sein können. KI-basierte Steuerungsmethoden wie Fuzzy-Logik und maschinelles Lernen ermöglichen eine genauere und robustere Steuerung des Systems, selbst bei Unsicherheiten und Nichtlinearitäten.
Künstliche Intelligenz wird auch eingesetzt, um die Genauigkeit von thermischen Simulationen zu verbessern. Herkömmliche Simulationsmethoden wie die Finite-Elemente-Analyse (FEA) und die numerische Strömungsmechanik (CFD) basieren auf mathematischen Modellen, die rechenintensiv sein können und die komplexe Physik realer Systeme möglicherweise nicht genau wiedergeben. KI-basierte Simulationsmethoden, wie z. B. Deep Learning, können genauere Vorhersagen über die thermische Leistung eines Systems liefern, selbst bei komplexen Geometrien und Randbedingungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die KI neue und leistungsstarke Werkzeuge zur Verbesserung der Konstruktion, Analyse und Steuerung thermischer Systeme bereitstellt. Diese Werkzeuge helfen Ingenieuren dabei, die Leistung thermischer Systeme zu optimieren, ihr Verhalten vorherzusagen und zu kontrollieren und die Genauigkeit thermischer Simulationen zu verbessern.