GASP-V: Fortran Bibliothek zur Modellierung und Simulation gemischt kontinuierlicher und diskreter Prozesse

Kurzbeschreibung

Es gab zu jener Zeit keine Simulationssprachen, die in der Lage waren, solche gemischte Phänomene sauber zu beschreiben. Erste Vorstösse dazu waren in den frühen 70-er Jahren von Fahrland und Golden unternommen worden. Diese Sprachentwicklungen waren aber nie voll ausgereift worden.

GASP-V basierte auf der Software GASP-IV, einer Fortran Bibliothek zur Simulation diskreter Prozesse mit kontinuierlichen Einschlüssen, die in den frühen 70-er Jahren von Alan Pritsker an der Purdue University entwickelt worden war.

GASP-IV war leistungsstark bei der Behandlung diskreter Prozesse (Ereignisbeschreibungen, Warteschlangenmodelle), aber nur sehr spärlich ausgerüstet für die Simulation kontinuierlicher Phänomene. Insbesondere bot GASP-IV nur eine einzige Integrationsmethode an, ein Runge-Kutta Verfahren vierter Ordnung mit fester Schrittlänge, und auch die Methode zum Auffinden der Ereigniszeitpunkte bei Zustandsereignissen, ein Bisektionsverfahren, war äusserst ineffizient.

GASP-V erweiterte die Software um Komponenten, welche eine effiziente Simulation diskontinuierlicher Phänomene, wie z.B. Schaltvorgänge der Leistungselektronik, ermöglichen sollten. So wurden mehrere zusätzliche Integrationsalgorithmen sowie Algorithmen zum Auffinden von Nullstellen von Zustandsänderungsfunktionen eingebracht. GASP-V wurde in der Folge von einer Reihe von Forschergruppen erfolgreich in Projekten eingesetzt.

Historische Entwicklung

• Im Jahre 1972 begann ich, im Auftrag der Firma AGIE SA, Simulationsmodelle für Funkenerosionsmaschinen zur Senkbearbeitung zu erstellen. Die Simulation der Plasmaentladungen führte zu numerischen Schwierigkeiten, da die von mir dazumal verwendete Software, CSMP-III, mit den Diskontinuitäten nicht zu Rande kam.

• So beschloss ich im Jahre 1974, eine neue Software zu entwickeln, die darauf spezialisiert sein sollte, diskontinuierliche Modelle möglichst exakt simulieren zu können. Dies führte zur Entwicklung von GASP-V.

• GASP-V sollte der Kern meiner Dissertation werden, welche ich im Jahre 1979 zum Abschluss brachte.

Wichtigste Publikationen

1. Cellier, F.E. and A.E. Blitz (1976), GASP-V: A Universal Simulation Package, Proc. 8^th AICA Congress on Simulation of Systems, Delft, The Netherlands, pp.391-402.

2. Cellier, F.E., and P.J. Moebius (1979), Towards Robust General Purpose Simulation Software, Proc. ACM/SIGNUM Symposium on Numerical Ordinary Differential Equations, Urbana-Champaign, Illinois.

3. Cellier, F.E. (1979), Combined Continuous/Discrete System Simulation by Use of Digital Computers: Techniques and Tools, Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zürich, Switzerland.

Sponsoren

• ETH Zürich
• AGIE SA

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