Lu, Daixing (2015)
Semi-implizite Co-Simulationsverfahren.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract)
Kurzfassung
Co-Simulationsverfahren werden verwendet, um zwei oder mehrere Solver im Zeitbereich zu koppeln. Grundsätzlich können zwei Anwendungsfelder unterschieden werden. Einerseits wird Solver-Kopplung verwendet, um multidiziplinäre bzw. multiphysikalische Probleme zu lösen. Dabei werden Submodelle in Expertentools modelliert. Über geeignete Schnittstellen wird das Gesamtmodell dann mittels problemangepasster Kopplungsalgorithmen simuliert. Andererseits können Co-Simulationsansätze verwendet werden, um große (monodisziplinäre) Modelle im Zeitbereich zu parallelisieren.
In dieser Arbeit werden semi-implizite Co-Simulationsmethoden vorgestellt und hinsichtlich Stabilität und Konvergenz analysiert. Dabei werden sowohl Verfahren für die Kopplung über Konstitutivgleichungen als auch Kopplungstechniken mittels algebraischer Bindungsgleichungen präsentiert. Die entwickelten Verfahren basieren alle auf einem Prädiktor/Korrektor-Ansatz, wobei im Rahmen dieser Arbeit aus Gründen der Rechenzeiteffizienz nur ein Korrektor-Schritt realisiert wird. Somit können die dargestellten Verfahren als semi-implizite Kopplungsmethoden angesehen werden.
Im Vergleich zu expliziten Methoden weisen semi-implizite Kopplungsverfahren einen deutlich höheren Implementierungsaufwand auf. Zum einen müssen Jacobi-Matrizen für den Korrektor-Schritt berechnet werden, zum anderen muss jeder Makroschritt einmal wiederholt werden. Der große Vorteil der vorgestellten Kopplungsalgorithmen liegt in der deutlich verbesserten numerischen Stabilität.
Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
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Erschienen: | 2015 | ||||
Autor(en): | Lu, Daixing | ||||
Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
Titel: | Semi-implizite Co-Simulationsverfahren | ||||
Sprache: | Deutsch | ||||
Referenten: | Schweizer, Prof. Bernhard ; Eberhard, Prof. Peter | ||||
Publikationsjahr: | 1 September 2015 | ||||
Ort: | Darmstadt | ||||
Datum der mündlichen Prüfung: | 1 September 2015 | ||||
URL / URN: | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/4948 | ||||
Kurzbeschreibung (Abstract): | Kurzfassung Co-Simulationsverfahren werden verwendet, um zwei oder mehrere Solver im Zeitbereich zu koppeln. Grundsätzlich können zwei Anwendungsfelder unterschieden werden. Einerseits wird Solver-Kopplung verwendet, um multidiziplinäre bzw. multiphysikalische Probleme zu lösen. Dabei werden Submodelle in Expertentools modelliert. Über geeignete Schnittstellen wird das Gesamtmodell dann mittels problemangepasster Kopplungsalgorithmen simuliert. Andererseits können Co-Simulationsansätze verwendet werden, um große (monodisziplinäre) Modelle im Zeitbereich zu parallelisieren. In dieser Arbeit werden semi-implizite Co-Simulationsmethoden vorgestellt und hinsichtlich Stabilität und Konvergenz analysiert. Dabei werden sowohl Verfahren für die Kopplung über Konstitutivgleichungen als auch Kopplungstechniken mittels algebraischer Bindungsgleichungen präsentiert. Die entwickelten Verfahren basieren alle auf einem Prädiktor/Korrektor-Ansatz, wobei im Rahmen dieser Arbeit aus Gründen der Rechenzeiteffizienz nur ein Korrektor-Schritt realisiert wird. Somit können die dargestellten Verfahren als semi-implizite Kopplungsmethoden angesehen werden. Im Vergleich zu expliziten Methoden weisen semi-implizite Kopplungsverfahren einen deutlich höheren Implementierungsaufwand auf. Zum einen müssen Jacobi-Matrizen für den Korrektor-Schritt berechnet werden, zum anderen muss jeder Makroschritt einmal wiederholt werden. Der große Vorteil der vorgestellten Kopplungsalgorithmen liegt in der deutlich verbesserten numerischen Stabilität. |
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Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-49483 | ||||
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau | ||||
Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau (FNB) 16 Fachbereich Maschinenbau > Institut für Angewandte Dynamik (AD) 16 Fachbereich Maschinenbau |
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Hinterlegungsdatum: | 13 Sep 2015 19:55 | ||||
Letzte Änderung: | 13 Sep 2015 19:55 | ||||
PPN: | |||||
Referenten: | Schweizer, Prof. Bernhard ; Eberhard, Prof. Peter | ||||
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 1 September 2015 | ||||
Export: | |||||
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