Vereinfachte Prozessmodellierung für technische Prozesse

Neben den rechenaufwendigen CFD oder FEM Simulationsmethoden ist es häufig notwendig beziehungsweise sinnvoll technische Prozesse durch vereinfachte Prozessmodellierung abzubilden. Typische Einsatzgebiete von vereinfachten Prozessmodellen wären dabei zum Beispiel:

  • Schnelle Simulationsmodelle für die Betriebsplanung bestimmter Anlagen oder Prozesse
  • Berechnung von Randbedingungen für Materialeigenschaftsmodelle zur Qualitätssicherung
  • Optimierung von Regelparametern
  • Modelle für Onlineregler

Generell existieren mehrere Modellierungsansätze aus denen je nach Anforderung an das Prozessmodell gewählt werden kann. Typische Modellierungsansätze sind dabei sowohl der Einsatz physikalischer Gleichungen als auch der Einsatz Methoden künstlicher Intelligenz oder Regressionstechniken sowie Mischformen aus beiden Ansätzen.

Ein neuerer Ansatz sind die sogenannten Reducing Order Methods bei denen ein entwickeltes 3D Modell mit Hilfe mathematischer und rechenintensiver Methoden auf ein vereinfachtes Modell reduziert wird. Diese Methoden sind Bestandteil derzeitiger Forschung und werden in der näheren Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Zudem bestehen diverse Möglichkeiten Resultate von CFD-Simulationen aufzubereiten und in vereinfachten Modellen als Randbedingungsparameter zu verwenden. Dies ist allerdings nur für eine geringe Anzahl variierender Parameter in der CFD Simulation möglich.

Beispiele

Im Folgenden erfolgt eine kurze bespielhafte Übersicht über verschiedene Arten und Anwendungen von Prozessmodellen: