Co-Simulation Interface Model Reduction for Large-Scale Coupled Simulations

J. Peeters

doi:10.1002/nme.7626

Co-Simulation Interface Model Reduction for Large-Scale Coupled Simulations

2024-12-09

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DOI：10.1002/nme.7626

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本文提出了一种新颖的方法，用于减少多个大型模型之间的协同仿真接口表示。该方法利用通过组件模态综合进行模型降阶，应用于某些特定的微小变形柔性多体系统构型中，这些构型在笛卡尔坐标和一般多体坐标之间产生恒定变换矩阵，例如柔性自然坐标构型或广义组件模态综合。这些技术产生的恒定变换矩阵进一步通过修正的Gram-Schmidt正交化和有效独立性方法进行修改，以创建恒定的接口模型降阶矩阵。该矩阵有效地将一组最小接口节点连接到整个节点域，同时将作用在整个节点域上的力投影到接口节点上。值得注意的是，所提出的方法将所需协同仿真接口表示的大小与考虑的模态形状集合的大小成比例缩放，而不是与数值有限元网格的大小成比例。这种协同仿真接口模型降阶策略不仅使大型分布载荷模型与功能模型接口兼容，还将其适用性扩展到柔性多体系统范围之外的任何结构模型，前提是变形保持相对较小。通过两端简支梁的数值验证（在每个节点连接弹簧）表明，接口模型降阶误差显著小于协同仿真误差。这表明可以在不牺牲精度的前提下实现显著的接口模型降阶。此外，使用转子-鼓模型进行的额外数值验证展示了所提出方法的通用性和可扩展性，特别是在处理动态结构系统方面。

Keyword:

co-simulation

FNCF

functional mock-up interface

GCMS

model order reduction

Co-Simulation Interface Model Reduction for Large-Scale Coupled Simulations

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