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Thorsten Bernhard Wack

• Die mathematische Modellierung und Simulation sind elementare Instrumente bei der Untersuchung komplexer technischer Systeme, die aus einem Verbund diverser gekoppelter Subsysteme bestehen. In der vorliegenden Arbeit wird das Verfahren der Waveformrelaxation zur Co-Simulation solcher gekoppelten Systeme in einem verfahrenstechnischen Kontext strukturiert am Beispiel eines komplexen Referenzsystems untersucht. Es wird ein parametrisierbares Adaptionsverfahren entworfen, welches unabhängig von der konkreten Dynamik der beteiligten Subsysteme durch die dynamische Festlegung der Grenzen der Teilsegmente der Waveformrelaxation in der Lage ist, eine konvergente Gesamtlösung sicherzustellen. Die Erkenntnisse werden in einen verallgemeinerten Algorithmus überführt, der eine beliebige Anzahl an Modellen und Modellverschaltungen zulässt. Abschließend wird basierend auf dem "Function as a Service"-Prinzip eine skalierbare, multimandantenfähige "Model as a Service"-Architektur entworfen.
• The mathematical modeling and simulation are elementary instruments in the investigation of complex technical systems that consist of a network of several coupled subsystems. In the present work, the waveform relaxation method for co-simulation of such coupled systems is examined in a process-engineering context in a structured manner using a complex reference system as an example. A parameterizable adaptation algorithm is designed, which is able to ensure a convergent overall solution independent of the specific dynamics of the subsystems involved by dynamically defining the limits of the sub segments of the waveform relaxation algorithm. The findings are transferred into a generalized algorithm that allows any number of models and model interconnections. Finally, based on the "Function as a Service" principle, a scalable, multi-client capable "Model as a Service" architecture is designed.