Discrete event front tracking simulator of a physical fire spread model

International audienceSimulation of moving interfaces, like a fire front usually requires the resolution of a large scale and detailed domain. Such computing involves the use of supercomputers to process the large amount of data and calculations. This limitation is mainly due to the fact that large scale of space and time is usually split into nodes, cells or matrices, and the solving methods often require small time steps. This paper presents a novel method that enables the simulation of large scale/high resolution systems by focusing on the interface. Unlike the conventional explicit and implicit integration schemes, it is based on the discrete-event approach, which describes time advance in terms of increments of physical quantities rather than discrete time stepping. Space as well is not split into discrete nodes or cells, but we use polygons with real coordinates. The system is described by the behaviour of its interface, and evolves by computing collision events of this interface in the simulation. As this simulation technique is suited for a class of models that can explicitly provide rate of spread for a given configuration, we developed a specific radiation based propagation model of physical wildland fire. Simulations of a real large scale fire performed with an implementation of our method provide very interesting results in less than 30 seconds with a 3 metres resolution with current personal computers

A Practical Infrastructure for Real-Time Simulation across Timing Domains

A real-time infrastructure, called MLRTI, is proposed in this paper to fulfill the requirement of real-time simulation in distributed environment. There are two novel contributions in this work. Firstly, a flexible timing mechanism is proposed to integrate external time source and local timer utility, enabling the distributed nodes to advance their timeline simultaneously at different speeds with high precision. A data transmission solution is also presented in which the reflective memory card (VMIC) is employed to provide fast data transmission with minimum delay. Secondly, a system partition schema is proposed in MLRTI to reduce the solution errors introduced by transforming a continuous system into distribution system, which is common in a class of control applications where the system is designed in centralized model but simulated in distributed environment for constrains on system structure or the need to balance computation load. Experiments are conducted and the results show this schema effectively reduces the possible errors by properly partitioning the system into parts that are suitable to be deployed in distributed environment

Integrierte modell- und simulationsbasierte Entwicklung zur dynamischen Bewertung automobiler Elektrik/Elektronik-Architekturen

Die Automobilbranche befindet sich seit einigen Jahren im Wandel. Trends wie autonomes Fahren, Konnektivität, smarte Mobilität sowie die Elektrifizierung führen zu einer drastischen Erhöhung der Fahrzeugkomplexität. Diese Komplexität muss durch die zugrunde liegende Elektrik/Elektronik-Architektur (E/E-Architektur) beherrscht werden und ruft unmittelbare neue Herausforderungen an den Entwicklungsprozess hervor. Design-Entscheidungen der E/E-Architektur haben maßgeblichen Einfluss auf das Verhalten von Fahrzeugfunktionen und umgekehrt. Daher müssen sie möglichst frühzeitig analysiert und evaluiert werden, um kostspielige Fehlerkorrekturen in späten Entwicklungsphasen zu minimieren. Eine frühzeitige Einbindung von Simulationsmethoden ist dabei zentral. Die modellbasierte Architekturentwicklung und Simulation sind jedoch weitestgehend getrennt voneinander laufende Prozesse. Dies erschwert eine effiziente Analyse sowie Bewertung der bidirektionalen Abhängigkeiten zwischen Architektur und Verhalten. Um diese Schwächen zu adressieren, wird in dieser Arbeit eine integrierte Methodik zur modell- und simulationsbasierten Entwicklung von E/E-Architekturen vorgestellt, die sich in drei Teile gliedert. Es werden zunächst neue Methoden zur architekturzentrierten Verhaltensmodellierung eingeführt. Eine nachfolgende Synthese generiert daraus ein Simulationsmodell, welches automatisiert mehrere Abstraktionsebenen der E/E-Architektur miteinander verknüpft und so zu einer ganzheitlichen Betrachtung beiträgt. Mithilfe des integrierten Ansatzes wird zusätzlich ein Konzept entwickelt, das es gestattet, mehrere Architekturvarianten automatisiert bzgl. statischen und dynamischen Metriken gegenüberzustellen. Die Konzepte werden in das in der Automobilindustrie etablierte E/E-Architekturwerkzeug PREEvision® integriert, umgesetzt und anhand mehrerer Anwendungsfälle evaluiert