Automatische Modellierung und Simulation von technischen Systemen mit Unsicherheit

点击翻译按钮获取中文摘要

Die Modellierung und Simulation physikalisch-technischer Systeme mit differenziell-algebraischen Gleichungen (DAEs) spielt sowohl in der Wissenschaft als auch in der industriellen Praxis eine immer größere Rolle. Die gängigen Sprachen und Werkzeuge haben große Defizite, sowohl bezüglich der softwaretechnischen Unterstützung als auch der numerischen Stabilität und Robustheit. Ziel des hier beantragten Projektes ist es daher, durch eine enge Kooperation von Partnern aus der Informatik, der Numerik und der Ingenieurwissenschaft diese Defizite zu verringern. Aus Sicht der Informatik soll eine neue Methodik und Notation entworfen werden, die ein systematisches Erstellen von Modellen zulässt. In dieser Methodik wird besonderer Wert auf die Modularisierung, die getrennte Übersetzung sowie dynamische Strukturänderungen gelegt. Die Notation dient dazu, die Modelle mit zusätzlichen Informationen anzureichern (wie Ungenauigkeiten und Gültigkeitsbereiche). Um die notwendige numerische Stabilität, Robustheit und Effizienz bei der Simulation zu garantieren, werden die Modelle durch eine neue mehrstufige Remodellierung in Ersatzmodelle überführt. Dabei wird insbesondere ein neuartiges Verfahren zur Indexreduktion angewandt. Die neu entwickelte Methodik und Notation sollen in der ingenieurtechnischen Anwendungsdomäne der energetischen Gebäude- und Anlagensimulation evaluiert werden. Die numerischen Eigenschaften der Remodellierung werden dabei verifiziert.