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3. April 2020

Was sind die Vorteile eines expliziten Differenzschemas im Vergleich zu einem impliziten? In welchen Situationen ist es besser, ein explizites Schema zu verwenden?

höhere Mathematik
Berechnungen
Computerwissenschaft
Mathe
Programmierung
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3. April 2020

Die Wahl zwischen expliziten und impliziten Methoden ist eine ernsthafte Herausforderung. Viele Spezialisten halten implizite Methoden für ein leistungsfähigeres und universelleres Werkzeug zur Lösung von Problemen der Modellierung technischer Systeme [23, 15]. Es sei jedoch angemerkt, dass erst in jüngster Zeit recht leistungsfähige und universelle Systeme der automatisierten Modellierung, wie z.B. MATLAB oder MWTU [17], erschienen sind, die es erlauben, eine explizite oder implizite Methode der Problemlösung zu wählen. Früher wurden entweder explizite oder implizite Methoden verwendet, da dies unterschiedliche Komponentenmodelle erforderte. In der Regel werden implizite Methoden der numerischen Integration in modernen, vielversprechenden Systemen der automatisierten Modellierung eingesetzt, die für die Modellierung technischer Systeme geeignet sind. Implizite Methoden sind für die Lösung von Systemen von Differential- und algebraischen Gleichungen besser geeignet, außerdem sind sie stabiler. Dadurch können trotz der hohen Maschinenzeit, die für jeden SLAU-Integrationsschritt benötigt wird, die Gesamtkosten durch die Erhöhung des Integrationsschrittes und die Reduzierung der Gesamtzahl der Schritte deutlich reduziert werden. Ein klares und implizites Entscheidungsmuster. Die Besonderheit der nichtstationären Aufgabe ist die Notwendigkeit der aufeinanderfolgenden Verfolgung der zwischenzeitlichen Vorkörperzustände zur korrekten Berechnung des aktuellen Zustandes, d.h. der Berücksichtigung der Prozesshistorie, während für den stationären Prozess der Begriff der Historie nicht existiert, da jeder Zustand unabhängig von den vorherigen berechnet werden kann. Ein noch einfacherer Algorithmus kann verwendet werden, wenn eine Aufgabe nach einem expliziten Schema mit kleinen Zeitschritten gelöst wird. In diesem Fall sind nicht bei jedem Schritt Iterationen erforderlich. Rückkopplungen zwischen den Prozessen werden berücksichtigt, wenn auch mit einer einstufigen Verzögerung.

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