Tut 1.3
Parameter
Eine Grösse, die während der Simulation konstant gehalten wird, heisst Parameter. Parameter beschreiben häufig Systemeigenschaften wie Kapazitäten, Widerstände und Induktivitäten oder Kopplungskonstanten wie die Fertilität der Weibchen in einer Population oder der relative Jagderfolg im Räuber-Beute-Modell.
Parameter setzen
Parameter sind grundsätzlich als eigenständige Hilfsgrösse (auxiliar) ins Modell einzufügen. Es empfiehlt sich, auch die Anfangswerte der Bestandesgrössen (stock) zu paramterisieren.
Zu viele Parameter erschweren die Übersicht: wird nur die Grundfläche eines zylindrischen Gefässes gebraucht, sollte nicht zuerst der Radius parametrisiert und daraus die Kreisfläche berechnet werden; die direkte Eingabe der separat berechneten Fläche ist einfacher und übersichtlicher.
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Beispiel
Ein Reservoir habe eine Grundfläche von 2 m2 und sei zu Beginn des Vorganges fünf Meter hoch mit Wasser gefüllt. Der Zufluss beträgt zu Beginn 0.002 m3/s und fällt danach mit einer Rate von 0.00001 m3/s2 linear ab. Beim zweiten Rohr fliesst ein konstanter Volumenstrom der Stärke 0.001 m3/s weg.
Das Modell kann nun mit den folgenden Parametern versehen werden
| Beschreibung | Name | Wert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Grundfläche | A | 2 | m2 |
| Füllhöhe beim Start | h_an | 5 | m |
| Zufluss beim Start | IV_an | 0.02 | m3/s |
| Änderungsrate des Zuflusses | IV_Punkt | 0.0001 | m3/s2 |
| Abfluss | IV_ab | 0.01 | m3/s |
| Dichte | rho | 1000 | kg/m3 |
| Gravitationsfeldstärke | g | 9.81 | N/kg |
Es gelten folgende Beziehungen
- [math]I_{V_1} = I_{V_{an}} - I_{V_{Punkt}}*time[/math]
- [math]h = \frac {V}{A}[/math]
- [math]p = \rho g h[/math]
Der Anfangswert für die Bestandesgrösse Volumen, für den die Beziehung INIT V = A*h_an gesetzt worden ist, wird nur beim Start der Simulation aufgerufen. Danach verändert sich die Bestandesgrösse unter dem Einfluss der Zu- und Abflüsse.
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Parameterstudie
Lässt man das weiter oben diskutierte Modell über eine Simulationszeit von 200 Sekunden laufen, indem man aus der Dropdown-Liste Parameters das Parameter Window auswählt oder Tastenkombination Crtl + Shift + P drückt und dann in der Zeile STOPTIME 200 eingibt, steigt die Füllhöhe in den ersten 100 Sekunden auf 5.25 m an, um danach wieder auf 5 m abzusinken.
Um den Einfluss der Änderungsrate des Zuflusses zu studieren, wählt man nun aus der Dropdown-Liste Parameters die Zeile Batch Runs.. aus oder drückt die Tastenkombination Crtl + M. In die erste Zeile des Dialogfensters Batch Runskann der gewünschte Parameter aus einer Liste ausgewählt werden. In der zweiten Zeile wird die Zahl der Simulationsläufe (Runs) festgelegt. Der unter sowie der obere Wert des Parameters sind in die beiden nachfolgenden Zeilen zu schreiben.
Das nebenstehend abgebildete Diagramm gibt den Füllhöhen-Zeit-Verlauf von drei Simulatinsläufen wieder. Dabei ist die (negativ eingesetzte) Änderungsrate des zufliessenden Volumenstromes in einem Batch Run von 0.0001, über 0.00025 auf 0.0004 m3/s2 gesteigert worden. Im ersten Lauf (Run) ist der Zufluss in 200 s von 0.02 m3/s auf Null zurück gegangen. Im letzten Run sinkt die Volumenstromstärke linear auf -0.06 m3/s, d.h. beim letzten Lauf beginnt der Volumenstrom I_V1 nach 50 s rückwärts zu fliessen.
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