Verteilte Simulation von Prozessen in Bauwerken und Stadtmodellen

  • Ansprechperson:

    Dr. rer. nat. Patrick Erik Bradley

    Prof. Dr. Martin Breunig

  • Förderung:

    Deutsche Forschungsgemeinschaft

    Projektnummer: 469999674

  • Starttermin:

    2021

  • Endtermin:

    2024

Zusammenfassung

Building Information Modeling (BIM) wurde dazu eingeführt, den Lebenszyklus von Gebäuden und Infrastrukturen zu modellieren und für übergeordnete Fragestellungen verfügbar zu machen. Anspruchsvolle Prozesse wie Umwelt-Simulationen oder die Stadt- und Raumplanung müssen jedoch, ausgehend von der Mikro-Skala der Einzelgebäude, im Sinne der Geographischen Informationssysteme (GIS) auch Quartiere, ganze Städte und Regionen mitberücksichtigen. Nur dann können die Dynamik und der Einfluss klima- und umweltrelevanter Größen auf verschiedenen Skalen simuliert werden. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Konzipierung und Bereitstellung von Methoden zur Unterstützung verteilter Simulationen skalenübergreifender Prozesse im BIM/GIS-
Kontext. Dabei sollen neuartige mathematische und informationstechnische Methoden zur Anwendung kommen. Genauer sollen Prozesse auf endlichen Topologien mithilfe der Graphentheorie und p-adischer Analysis mathematisch fundiert und möglichst effizient beschrieben werden. Zur Implementierung sollen Algorithmen und
partitionierbare Datenstrukturen bereitgestellt werden, die sich für eine verteilte Verarbeitung auch über Detaillierungsstufen bzw. Skalen hinweg eignen. Mit der Topologie als skalenübergreifende Sichtweise
zur Beschreibung von Prozessen sollen Denkanstöße für neue Generationen von Datenmodellierungsstandards wie IFC und CityGML gegeben werden. Schließlich soll die Praktikabilität der entwickelten Konzepte und Software beispielhaft an einem typischen Prozess wie der Wärmeausbreitung in einem integrierten 3D-Stadt- und Gebäudemodell nachgewiesen werden.