Systemreduktion
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: model order reduction Kategorie: 
Level 3 Theorie Methoden
Systemreduktion ist die Reduktion eines Berechnungs-Systems auf bestimmte Freiheitsgrade oder Eigenschaften mit dem Ziel, unterschiedliche Teil-Systeme mit unterschiedlichen Physiken und Eigenschaften miteinander zu koppeln und die gegenseitigen Einflüsse zu berücksichtigen. Das Ziel ist eine Systemsimulation der Verbindung vieler Teil-Systeme.
In der Systemreduktion werden Teil-Systeme auf ausgewählte Größen (Parameter) reduziert. Damit wird die Ordnung der Komplexität reduziert (ordnungsreduzierte Beschreibung, model order reduction), die wesentlichen Eigenschaften bleiben im numerischen Modell erhalten. Diese reduzierten Teilsysteme werden dann in einer übergeordneten Systemsimulation als eine Art Baustein (black-box) eingesetzt. Dabei können die ausgewählten Parameter aus verschiedensten physikalischen Bereichen kommen. Die Systemsimulation ist dann wie ein übergeordnetes Netzwerk-Schaltbild zu verstehen.
Ein Teilsystem kann in der Systemsimulation repräsentiert sein
- durch einen Algorithmus oder eine analytische Funktion (sehr geringer numerischer Lösungsaufwand, sehr geringe Flexibilität),
- ein Kennfeld (lookup table) (geringer numerischer Lösungsaufwand, eingeschränkte Flexibilität) oder
- eine selbständige untergeordnete Simulation (Co-Simulation) (hoher numerischer Lösungsaufwand, hohe geringe Flexibilität).
Die gekoppelte Simulation von Teilsystemen unterschiedlicher physikalischer Bereiche in einer Systemsimulation kann auch als Multiskalen-Kopplung bezeichnet werden.
Publikationen
Hier finden Sie eine Veröffentlichung zur Abbildung des Energienetzes einer Windenergieanlage mit Systemreduktion. Die Veröffentlichung finden Sie im CADFEM Journal/Infoplaner 2011-1, Seite 24-25 der CADFEM GmbH.
In dem Artikel Introduction into Model Order Reduction (CADFEM Journal/Infoplaner 2012-1, Seite 53-55) wird eine praktische Anwendung in der Elektrotechnik berichtet.
In dem Artikel Efficient Electrothermal Simulation of Power Electronics (CADFEM Journal/Infoplaner 2009-1, Seite 36-37) wird eine praktische Anwendung in der Elektronik (IGBT) berichtet.
Sonstige Begriffe
Bei der Anwendung der Substrukturtechnik erfolgt eine Reduktion der Modelldaten innerhalb einer FEM-Simulation.
