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2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

Model Order Reduction of Differential Algebraic Equations Arising from the Simulation of Gas Transport Networks

verfasst von : Sara Grundel, Lennart Jansen, Nils Hornung, Tanja Clees, Caren Tischendorf, Peter Benner

Erschienen in: Progress in Differential-Algebraic Equations

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

We explore the Tractability Index of Differential Algebraic Equations (DAEs) that emerge in the simulation of gas transport networks. Depending on the complexity of the network, systems of index 1 or index 2 can arise. It is then shown that these systems can be rewritten as Ordinary Differential Equations (ODEs). We furthermore apply Model Order Reduction (MOR) techniques such as Proper Orthogonal Decomposition (POD) to a network of moderate size and complexity and show that one can reduce the system size significantly.

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Literatur
5.
Zurück zum Zitat Godsil, C., Royle, G.F.: Algebraic Graph Theory. Graduate Texts in Mathematics, vol. 207, chap. 8. Springer, New York (2001) Godsil, C., Royle, G.F.: Algebraic Graph Theory. Graduate Texts in Mathematics, vol. 207, chap. 8. Springer, New York (2001)
6.
Zurück zum Zitat Grundel, S., Hornung, N., Klaassen, B., Benner, P., Clees, T.: Computing surrogates for gas network simulation using model order reduction. In: Koziel, S., Leifsson, L. (eds.) Surrogate-Based Modeling and Optimization, pp. 189–212. Springer, New York (2013). doi:10.1007/978-1-4614-7551-4_9 CrossRef Grundel, S., Hornung, N., Klaassen, B., Benner, P., Clees, T.: Computing surrogates for gas network simulation using model order reduction. In: Koziel, S., Leifsson, L. (eds.) Surrogate-Based Modeling and Optimization, pp. 189–212. Springer, New York (2013). doi:10.​1007/​978-1-4614-7551-4_​9 CrossRef
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Zurück zum Zitat Hinze, M., Kunkel, M.: Discrete empirical interpolation in POD model order reduction of drift-diffusion equations in electrical networks. In: Michielsen, B., Poirier, J.R. (eds.) Scientific Computing in Electrical Engineering SCEE 2010. Mathematics in Industry, pp. 423–431. Springer, Berlin/Heidelberg (2012). doi:10.1007/978-3-642-22453-9_45 CrossRef Hinze, M., Kunkel, M.: Discrete empirical interpolation in POD model order reduction of drift-diffusion equations in electrical networks. In: Michielsen, B., Poirier, J.R. (eds.) Scientific Computing in Electrical Engineering SCEE 2010. Mathematics in Industry, pp. 423–431. Springer, Berlin/Heidelberg (2012). doi:10.​1007/​978-3-642-22453-9_​45 CrossRef
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Zurück zum Zitat Lamour, R., März, R., Tischendorf, C.: Differential Algebraic Equations: A Projector Based Analysis. Differential-Algebraic Equations Forum. Springer, Berlin/New York (2013) Lamour, R., März, R., Tischendorf, C.: Differential Algebraic Equations: A Projector Based Analysis. Differential-Algebraic Equations Forum. Springer, Berlin/New York (2013)
11.
Zurück zum Zitat LIWACOM Informationstechnik GmbH, Simone Research Group, Simone Software: Gleichungen und Methoden, Essen (2004) LIWACOM Informationstechnik GmbH, Simone Research Group, Simone Software: Gleichungen und Methoden, Essen (2004)
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Zurück zum Zitat Mehrmann, V.: Index concepts for differential-algebraic equations, TU, Berlin (2013, preprint) Mehrmann, V.: Index concepts for differential-algebraic equations, TU, Berlin (2013, preprint)
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Zurück zum Zitat Sirovich, L.: Turbulence and the dynamics of coherent structures, parts I–III. Q. Appl. Math. 45(3), 561–590 (1987)MATHMathSciNet Sirovich, L.: Turbulence and the dynamics of coherent structures, parts I–III. Q. Appl. Math. 45(3), 561–590 (1987)MATHMathSciNet
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Zurück zum Zitat Tischendorf, C.: Topological index calculation of DAEs in circuit simulation. Surv. Math. Ind. 8(3–4), 187–199 (1999)MATHMathSciNet Tischendorf, C.: Topological index calculation of DAEs in circuit simulation. Surv. Math. Ind. 8(3–4), 187–199 (1999)MATHMathSciNet
Metadaten
Titel
Model Order Reduction of Differential Algebraic Equations Arising from the Simulation of Gas Transport Networks
verfasst von
Sara Grundel
Lennart Jansen
Nils Hornung
Tanja Clees
Caren Tischendorf
Peter Benner
Copyright-Jahr
2014
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-44926-4_9

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