Modeling Heat Transfer in an Urban Settlement with 3D Cellular Automata and Artificial Intelligence

To poglavje predstavlja razvoj in predhodne rezultate tridimenzionalnega (3D) modela celičnih avtomatov (CA), zasnovanega za simulacijo prenosa toplote v mestnem okolju v umetnem mestnem bloku velikosti 50 × 50 × 20 m, ki se nahaja na zmerni zemljepisni širini (Fi = 46,24◦ N). Vsaka celica modela je dodeljena enemu od petih materialnih razredov: zunanji zrak, asfaltna ulica, park/trava, konstrukcijski beton in notranji zrak ter napreduje temperaturna stanja prek osmih zaporedno uporabljenih fizikalnih plasti: prevodna difuzija, sončno ogrevanje, nočno sevalno hlajenje, relaksacija proste atmosfere, konvekcija asfaltnega mejnega sloja, Newtonovo hlajenje površinskega zraka, notranje prezračevanje in robni pogoji. Ključni vidik tega dela je potek dela, s katerim je bila ustvarjena simulacijska koda: namesto običajnega ročnega kodiranja je človek določil določen namen in omejitve domene v naravnem jeziku, medtem ko je Claude AI (Anthropic) ([27]) generiral, odpravljal napake in iterativno izpopolnjeval implementacijo Pythona v več obratih dialoga. Človek je zagotovil fizikalno intuicijo, potrdil izhodne podatke glede na pričakovana temperaturna podnebna območja in izvedel ciljne popravke, kjer je koda, ki jo je ustvarila umetna inteligenca, dala fizikalno neverjetne rezultate. Previsoke in podcenjene vrednosti so bile popravljene s skupno sejo odpravljanja napak. Predhodni rezultati simulacij v 30-dnevnem majskem obdobju prikazujejo realistične dnevne temperaturne cikle, temperature uličnih površin 4–6 °C nad površinami parkov ob sončnem opoldnevu in oblak asfaltne mejne plasti, ki eksponentno upada z višino do 10 m nad tlemi. Ti rezultati potrjujejo primernost paradigme CA za študije urbane toplote [5, 2] in ponazarjajo potencial raziskav s pomočjo modelov velikih jezikov (LLM) in hitrega izdelovanja prototipov fizikalno kompleksnih simulacij.