用于低碳混凝土材料与结构设计的人工智能

该项目旨在通过机器学习与优化技术将材料研发与结构设计相结合，从而减少混凝土建筑中的碳排放。其目标是预测混凝土性能对工程表现及隐含碳的影响，帮助工程师做出可持续的设计决策。申请者应具备混凝土工程与结构分析方面的技能，并对人工智能应用具有兴趣。

关于该项目 该项目将混凝土材料研发与结构设计相结合，旨在减少碳排放的同时满足工程要求。通过整合机器学习技术、结构分析与优化方法，本研究将探讨混凝土性能、构件尺寸及钢筋对性能及隐含碳的影响，帮助工程师制定高效的设计方案，以实现更可持续的混凝土建筑建设。 降低混凝土建筑的碳足迹需要针对材料与结构进行相应决策。每立方米排放量较低的混凝土混合物，可能需要使用更大的构件或更多的钢筋来承载相同的荷载。理解这些相互作用对于寻找既能减少排放又能满足工程要求的设计方案至关重要。 该项目将开发一种人工智能辅助方法，以连接混凝土成分、力学性能与结构设计。你将构建机器学习模型来预测强度与刚度，并将这些预测结果与选定钢筋混凝土构件的行为进行关联。结构计算将评估每种设计能否承受所需荷载，并限制使用过程中的变形。此外，你还将研究材料属性不确定性与排放估算不确定性对设计决策的影响。 该研究将依据混凝土与钢筋的数量及其相关的生产排放量，估算其隐含碳含量。一种优化方法将寻找能够在满足指定性能要求的同时降低排放的设计方案。你将研究材料选择、构件尺寸或设计需求的变化对可节省的碳量有何影响。预测结果将结合独立实验数据及结构计算进行评估，而传统设计则作为参考基准。最终成果将提供一种方法，帮助工程师做出合理的材料与设计决策。 您将： 培养机器学习、混凝土工程与结构优化领域的实用技能 通过实际设计问题学习如何结合结构性能评估碳排放量 培养与工程咨询、建筑创新及学术事业相关的研究与编程经验 您将接受关于 Python、机器学习、混凝土力学及结构分析的培训。您将学习如何估算隐含碳量，寻找符合特定要求的设计方案，并依据数据与工程计算对预测结果进行验证。培训内容还将涵盖材料性质与排放因子的不确定性对设计决策的影响。专业发展课程将支持研究规划、科学写作、演讲以及可复现编程技能的培养。您将获得向工程领域受众解释材料选择、结构性能与碳排放之间关系的经验。 工程学学院致力于促进平等与多样性，这体现在我们获得的 Athena SWAN 荣誉上。我们欢迎所有申请者，无论其性别、种族、残疾状况、性取向或年龄如何，并将充分考虑那些寻求灵活工作模式以及有过职业休整的申请者。该大学拥有完善的产假政策、现场儿童保育设施，并提供多种福利措施，以保障员工的生活质量与工作生活平衡。南安普顿大学致力于可持续发展，并荣获了铂金生态奖。

Entry requirements You must have a UK 2:1 honours degree, or its international equivalent , in one of the following: civil or structural engineering materials science computer science mathematics a related discipline Essential skills: an interest in applying AI to concrete materials and structural design, and a willingness to learn across disciplines ability to work independently, communicate clearly and collaborate effectively Desirable skills: programming experience in Python, MATLAB or a comparable language knowledge of concrete materials, structural analysis or machine learning experience with numerical modelling, optimisation or carbon assessment research experience and clear scientific writing Applicants whose first language is not English must meet the University's English language requirements .

资助：竞争性资助 学费与资助 我们为英国本土学生和国际学生提供多种资助机会。符合条件的学生可通过“地平线欧洲”学费减免，自动免除国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 大学通过竞争性遴选授予的校长助学金，为遴选排名靠前的申请人支付国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 本校各学院通过竞争性遴选提供的博士奖助金，通常为遴选排名靠前的申请人支付按英国本土学生标准收取的学费，并提供生活津贴。 资助采用滚动授予方式，因此请尽早申请，以尽可能增加进入资助评选的机会。 如需了解更多信息，请访问我们的研究生研究资助页面。

如何申请 您需： 选择课程类型（研究型）、2027/28学年、工程与物理科学学院 选择全日制或非全日制 搜索工程与环境博士项目（7175） 在申请表第2部分填写导师姓名 申请材料应包括： 说明您的动机与该项目适配性的求职信 研究提案（1或2页） 您的CV（个人简历） 2份学术推荐信 截至目前的学位课程成绩单和证书 英语语言资格证明（如适用）