支持国家级建筑存量数字孪生的能源建模方法研究

【项目背景】 能源系统的脱碳将在减少温室气体排放和帮助缓解气候变化影响方面发挥至关重要的作用。脱碳所固有的技术和社会挑战将成为21世纪中叶的持久性挑战，需要全社会共同应对，包括学术界、工业界、政府和公民。

利默里克大学（University of Limerick）正在开发其建成环境的国家级数字孪生（Digital Twin），以支持能源效率、气候韧性、城市规划和政策制定等领域的循证决策。这一更大规模的项目将使用适当的能源建模技术（即白盒、灰盒和黑盒解决方案），在多个地理尺度（从单体建筑到区域级再到国家级）上模拟能源改造策略。这将创建建筑存量和相关能源系统的统计多尺度表征。此类建模将允许对未来能源政策及其对宏观经济和社会的直接和间接影响进行新颖而全面的评估。可以模拟气候和能源政策情景，以展示家庭未来技术采用的影响、由此产生的能源绩效，以及建筑在不同地理尺度上的灵活性潜力。这与NexSys项目以及合作大学UCD建筑能源信息学小组的先前工作相关联，James O'Donnell教授现任该校客座正教授。

【项目描述】 这个设在UL的博士项目将为支撑该数字孪生的能源建模层做出贡献，重点关注自下而上的需求建模、电气化情景分析，以及国家级建筑存量能源模型的验证。该方法需要整合多个数据集，并了解各种潜在的改造方法，包括但不限于优先围护结构、成本最优、区域供热、可再生能源整合、需求灵活性、点对点能源交易等。研究将量化电气化（热泵、电动汽车、屋顶光伏和其他低碳技术）对国家需求和低压配电网的影响，并将支持改造、技术采用和政策情景的评估。研究将基于真实世界的爱尔兰数据集（如BER、GeoDirectory、ESB Networks LV数据、ERA5）和国家倡议，并为爱尔兰建筑存量贡献一个稳健、经过验证的能源建模层。为了使这些模型对利益相关者（配电系统运营商、监管机构、政策制定者和研究人员）可用，候选人还将扩展现有的原型建筑存量知识图谱，并开发基于大语言模型（LLM）的自然语言查询接口，通过基于Web的工具呈现。能源建模贡献仍然是主要研究重点；知识图谱、LLM查询和Web界面构成交付层，通过该层使模型输出可用。在博士研究期间，成功的候选人将获得先进的研究专业知识、批判性解决问题的能力、学术和工业实习机会，从而为在创新前沿的职业发展奠定坚实基础。

【主要职责】

• 在建筑和低碳技术能源建模领域进行研究，追求学术成果
• 执行与国家级数字孪生项目和更广泛研究倡议相一致的任务
• 发展研究技能和能力，包括在同行评审学术出版物上发表文章
• 根据项目研究目标规划、协调和实施研究
• 与各利益相关者、工作包负责人和贡献者互动，以确保项目成功

【申请要求】 一、必备资格与技能：

• 工程、能源系统、应用数学、统计学、计算机科学、物理学或密切相关定量学科的一等或二等一级（2.1或更高）学士或硕士学位
• 较强的编程技能（如Python，包括科学计算栈——NumPy、pandas、scipy）
• 熟悉处理异构数据集（如建筑存量、智能电表、地理空间或天气数据）
• 优秀的书面和口头沟通能力
• 自主性、注重细节，以及管理多年研究工作的能力

二、优先资格与技能：

• 能源建模经验，包括自下而上建模、建筑物理模拟（EnergyPlus、IDA-ICE、Modelica、TRNSYS）或灰盒热模型（RC网络）
• 熟悉随机建模技术：copulas、贝叶斯方法、蒙特卡洛模拟或情景抽样
• 地理空间数据（GIS、geopandas、QGIS）和大型异构数据集的经验
• 国家级建筑存量或能源数据集的经验（如BER/EPC、GeoDirectory、智能电表、配电网数据）
• 机器学习、大语言模型或知识图谱技术的经验
• 开发基于Web的工具或交互式仪表板的经验（如Python Web框架、JavaScript、deck.gl或类似工具）
• 建筑物理学和热力学知识
• 研究记录，以顶级期刊的过往和近期出版物以及对国际评审会议的贡献为证

三、具体要求：

• 研究技能，包括定性和定量研究
• 分析和批判性评估技能
• 优秀的英语沟通能力，特别是写作和演讲技能
• 管理复杂工作量和在紧迫期限内工作的能力
• 优秀的人际交往能力
• 与广泛利益相关者密切合作的经验

【申请材料】

• 求职信
• 个人简历

【资助信息】 奖学金最长授予4年，资助内容包括：

• 每年25,000欧元的津贴
• 旅行/耗材/材料预算
• 学费

【联系方式】 如有任何疑问，请发送邮件至：james.odonnell@ul.ie

【申请截止日期】 2026年6月5日