Simulationseinstellungen und Start
Simulationszeitraum, Netz- und Solver-Einstellungen festlegen und die dynamische Jahressimulation starten
Überblick
Auf der Seite Dynamische Simulation legen Sie Simulationszeitraum, netzspezifische Modelloptionen und Solver-Einstellungen fest und starten die Jahressimulation. Vor dem Start prüft VICUS Districts das Netz automatisch auf typische Fehlerquellen (offene Enden, fehlende Pumpenkennlinien, veraltete Gleichzeitigkeitsergebnisse) und exportiert das Projekt in das Rechenmodell des Solvers.
Aufruf
Schaltfläche Simulation in der Hauptsymbolleiste, dann Seite Dynamische Simulation in der Liste links. Links stehen die Reiter Netzeinstellungen und Performance-Optionen, rechts daneben Simulationszeitraum und Start-Schaltflächen.
Simulationszeitraum
Bereich Start der Simulation:
| Feld | Format / Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|
| Anfangsdatum: | dd.mm.yyyy hh:mm:ss | Beginn des Simulationszeitraums |
| Enddatum: | dd.mm.yyyy hh:mm:ss | Ende des Simulationszeitraums |
| Dauer: | Wert + Zeiteinheit (z. B. h, d, a) | Länge des Zeitraums |
Enddatum und Dauer sind gekoppelt: Ändern Sie die Dauer, wird das Enddatum automatisch angepasst und umgekehrt.
Netzeinstellungen
Reiter Netzeinstellungen, Bereich Modelloptionen für hydraulische Netze:
| Option | Standard | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Zu simulierendes Netzwerk: | aktives Netz | – | Auswahl bei mehreren Netzen im Projekt |
| Nominale Temperaturdifferenz: | aus Netzparametern | K (0–100) | Nominale Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Netzes |
| Position der Druckhaltung: | – | – | Am Knoteneinlass oder Am Knotenauslass des Referenzknotens; als Referenzknoten stehen die Quellenknoten (Energiezentralen) zur Auswahl |
| Druck in Druckhaltung: | aus Netzparametern | bar (0–100) | Referenzdruck, der am Druckhaltungsknoten gehalten wird |
| Länge der Rohrdiskretisierung: | aus Netzparametern (je nach Netztyp z. B. 10 m) | m | Maximale Länge der Fluidvolumen, in die jedes Rohr thermisch unterteilt wird (siehe Modellabbildung) |
| Anfangswert Fluidtemperatur: | leer = automatisch | °C (−100–500) | Anfangstemperatur des Fluids im gesamten Netz zu Simulationsbeginn |
Der Bereich Optionen für die Kopplung mit dem Erdreich erscheint nur, wenn das Netz Rohre mit Erdreich-Wärmeaustausch (Bodenmodell) oder geothermische Komponenten mit gekoppeltem Erdreichmodell enthält:
| Option | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|
| Zeitschritt der Kopplung: | min | Kommunikationszeitschritt zwischen Netzmodell und Erdreichmodellen; für numerische Stabilität werden maximal 20 min empfohlen |
| Diskretisierung in mehreren Erdreichmodellen entlang des Netzes | – | Erzeugt mehrere Erdreichmodelle entlang der Trassen statt eines Modells je Verlegesituation (Standard: aus) |
| Temperaturintervall der Flüssigkeit: | K | Temperaturschrittweite für die Aufteilung in Erdreichmodelle (nur bei aktivierter Diskretisierung) |
| Anzahl der Erdreichmodelle: | – | Anzeige der resultierenden Modellanzahl nach Klick auf Berechnung der Diskretisierung des Erdreichmodells |
Solver-Einstellungen
Reiter Performance-Optionen. Die Vorgabewerte sind für Wärmenetze geeignet; Anpassungen sind nur bei Konvergenzproblemen oder sehr großen Netzen nötig.
| Option | Standard | Bedeutung |
|---|---|---|
| Relative Toleranz: | 10⁻⁵ | Relative Fehlertoleranz der Zeitintegration |
| Integrator: | CVODE | Zeitintegrationsverfahren mit adaptiver Schrittweite; alternativ Implicit/Explicit Euler mit fester Schrittweite |
| Erster Zeitschritt: | 0,1 s | Startzeitschritt der Integration |
| Maximale Zeitschrittgröße: | 1 h | Obergrenze der adaptiven Schrittweite |
| Solver für lineare Gleichungssysteme: | KLU (sparse) | Alternativ Dense, GMRES oder BiCGStab |
| Solver für hydraulische Netzwerke | – | Newton-Konvergenztoleranz:, Anfangsbedingungen des Newton-Verfahrens (Ergebnisse des vorherigen Zeitschritts als Anfangsbedingung verwenden) sowie optional System nur in festen Zeitschritten berechnen: |
Im aufklappbaren Bereich Kommandozeilen-Solver-Optionen stehen zusätzlich:
| Option | Standard | Bedeutung |
|---|---|---|
| Detail der Solver-Meldung: | Normal | Ausgabetiefe im Konsolenfenster (Minimum bis Sehr detailliert) |
| Anzahl paralleler Threads: | leer = automatisch | Fest vorgegebene Threadanzahl (1–64) |
| Schreibe Statistiken für jeden internen Lösungsschritt | aus | Erzeugt detaillierte Solver-Statistikdateien |
| Schließe Konsolenfenster nach Simulationsende | aus | Konsolenfenster nach dem Lauf automatisch schließen |
| Befehlszeile in die Zwischenablage kopieren | – | Kopiert den vollständigen Solver-Aufruf, z. B. für Batch-Läufe |
Die Ausgaben der Simulation konfigurieren Sie auf der Seite Ausgaben; für Wärmenetze erzeugt die Option Generiere standardmäßige netzbezogene Ausgaben automatisch alle üblichen Ergebnisgrößen (siehe Modellabbildung und Ergebnisgrößen).
Start und Prüfungen
Simulation starten startet den Simulationslauf mit Fortschrittsanzeige und Abbrechen-Schaltfläche.
Testinitialisierung prüft die Modellinitialisierung auf Eingabefehler, ohne die Simulation zu rechnen – empfehlenswert vor langen Läufen.
Protokoll öffnet die Solver-Protokolldatei <Projektname>/log/screenlog.txt.
Vor dem Start führt VICUS Districts automatisch folgende Prüfungen durch:
- Netzbereinigung: Formstücke werden korrigiert und offene Leitungsenden bereinigt (als rückgängig machbare Änderung).
- Erdreichkopplung: Ist der Kopplungszeitschritt größer als 20 min, bietet ein Dialog an, ihn auf 20 min zu reduzieren (Auf 20 min reduzieren / Beibehalten).
- Geregelte Pumpen ohne Begrenzungspolynom: Warnung mit Liste der betroffenen Knoten und Komponenten; ohne Begrenzungspolynom kann die Simulation fehlschlagen. Empfehlung: Pumpenkennlinie über die stationäre Berechnung aus der Datenbank zuweisen.
- Gleichzeitigkeit: Sind die Gleichzeitigkeitsergebnisse veraltet, wird die Optimierung vor dem Start automatisch neu ausgeführt.
Anschließend wird das Projekt in das Rechenmodell des Solvers exportiert (Fortschrittsdialog) und der Lauf gestartet. Enthält das Netz gekoppelte Erdreichmodelle, läuft die Simulation automatisch als Co-Simulation von Netz- und Erdreichmodellen.
Praxis-Tipp:
Starten Sie einen langen Jahreslauf nie ungeprüft. Mit Testinitialisierung prüfen Sie das Modell in Sekunden auf Eingabefehler, ohne die Simulation zu rechnen – das erspart Ihnen den Abbruch nach vielen Minuten Rechenzeit. Nehmen Sie außerdem die Vorab-Prüfungen ernst: Eine Warnung zu geregelten Pumpen ohne Begrenzungspolynom kann den Lauf tatsächlich scheitern lassen; weisen Sie die Pumpenkennlinie dann vorab über die stationäre Berechnung aus der Datenbank zu.