MeCoAMuCo - Disquisition on the Methodology, Consequences and Application of Multirate and Cooperative Simulation

Im Rahmen dieser Dissertation wurden Methoden der Co-Simulation untersucht, strukturiert, erweitert und implementiert.

Kurzbeschreibung

Co-Simulation bezeichnet die Kopplung von computergestützten Simulationen. Unterschiedliche Simulationslösungen zu verbinden – anstatt eine geschlossene Lösung zu implementieren - kann aus verschiedenen Gründen sinnvoll sein.

Zum einen weisen komplexe physikalische Systeme einer Domäne oft Teile mit unterschiedlichen Zeitkonstanten auf, sodass Systemteile zur Modellierung getrennt, mit individuellen Schrittweiten simuliert und schließlich in einer kooperativen Simulation wieder zusammengeführt werden müssen.

Zum anderen werden Teile eines umfangreichen Gesamtsystems, wie sie beispielsweise in der fertigenden Industrie vorkommen, oftmals von ExpertInnen des jeweiligen Bereichs mit geeigneten Modellierungsansätzen und entsprechenden Simulatoren abgebildet, was zur Betrachtung des Gesamtsystems wiederum eine Kopplung der unterschiedlichen Simulationen erfordert.

Aufgrund der unterschiedlichen Motivation entwickelten sich Co-Simulationsmethoden in weiten Teilen parallel und ohne Kenntnisnahme voneinander, sodass Methoden und Terminologie sich einerseits überlappen, jedoch auch unterschiedlich aufgefasst werden. Somit stellte die Untersuchung und - soweit möglich - Vereinheitlichung der Terminologie und das Erfassen der Methodik durch eine umfassende Strukturierung einen großen Teil der Forschungsarbeit des Projekts dar.

Zu diesem Zweck wurde neben umfangreicher Literaturrecherche auch in Zusammenarbeit mit WissenschaftlerInnen internationaler Einrichtungen und Hochschulen eine empirische Studie durchgeführt, um den Definitionen, Forschungslücken und vielversprechenden Ansätzen sowie Standards in der Co-Simulation auf den Grund zu gehen.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen wurde der Fokus der weiteren Projektarbeit auf die Kopplung stark heterogener Simulationen, wie zeitdiskreten mit zeitkontinuierlich abgebildeten Systemen, gelegt. Bei dieser so genannten "hybriden Co-Simulation" kommt zu den allgemeinen Herausforderungen der Co-Simulation - wie Stabilität, Genauigkeit und Synchronisation - die spezielle Problematik von Gleichzeitigkeit und Priorisierung von Ereignissen als auch Determinismus der Kopplungsalgorithmen hinzu. Dies wurde anhand der Implementierung vielversprechender Methoden untersucht.

Bisher wurden umfangreiche Arbeiten in der Strukturierung, Dissemination bei Konferenzen und eine Reihe von Publikationen sowie durch nationale und internationale Vernetzung die Erhebung geläufiger Terminologien durchgeführt. Irene Hafner arbeitet aktuell neben ihrer Doktorarbeit an weiterführenden Projekten mit, die erst durch die Vernetzung bei der Projektarbeit möglich wurden und in denen sie die erworbenen Erkenntnisse bereits zum Einsatz bringen kann.

Projektbeteiligte

Das Projekt "MeCoAMuCo" wurde von dwh GmbH simulation services durchgeführt.

Kontaktadresse

dwh GmbH simulation services
Web: www.dwh.at