Effiziente Einbindung räumlich verteilter Modelle in Multiphysik-Netzwerke

Die Modellierung physikalischer Felder mit Hilfe von Kirchhoffschen Netzwerken geht in den meisten Fällen mit einer Idealisierung einher, die die erreichbare Abbildungsgenauigkeit der Netzwerkmodelle begrenzt. Eine Verringerung der Idealisierungsfehler reiner Netzwerkmodelle lässt sich erreichen, indem ausgewählte, mit räumlich konzentrierten Elementen nur unvollkommen abgebildete Feldgebiete in das Netzwerk als räumliche Teilmodelle eingebunden werden. Schnittstellen zwischen Netzwerkmodell und Teilmodellen sind ausgewählte Elementparameter, Fluss- oder Potenzialgrößen des Netzwerks. Die Teilmodelle werden entweder direkt durch Simulatorkopplung oder stattdessen in Form von Antwortflächen auf der Basis vorab und unabhängig vom Netzwerkmodell berechneter Interpolationsstützstellen eingebunden. Beide Methoden haben den Nachteil einer großen Anzahl notwendiger Berechnungen der räumlichen Teilmodelle, die meist den Gesamtrechenaufwand bestimmen. Eine Kombination beider Methoden als gekoppelte, an den Bedarf der transienten Berechnung des Netzwerkmodells adaptierte Berechnung der Interpolationsstützstellen verringert die Anzahl notwendiger Berechnungen räumlicher Teilmodelle. Am Beispiel eines Elektromagneten werden Vorgehen, Implementierung und Simulationsergebnisse gezeigt. Im Beispiel verringert sich der Rechenaufwand gegenüber den bekannten Methoden auf etwa ein Zehntel.