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Simulation (Physik)

Die vier Datensätze, die als Input für eine Reservoirsimulation von Bedeutung sind. Quelle: OpenEI

Die Simulation, Simulierung oder numerische Modellieren ist eine Vorgehensweise zur Analyse von Systemen, die für die theoretische oder formelmäßige Behandlung zu komplex sind. Dies ist überwiegend bei dynamischem Systemverhalten gegeben.

Bei der Simulation werden Experimente an einem numerischen Modell durchgeführt, um Erkenntnisse über das reale System zu gewinnen. Im Zusammenhang mit Simulation spricht man von dem zu simulierenden System und von einem Simulator als Implementierung oder Realisierung eines Simulationsmodells. Letzteres stellt eine Abstraktion des zu simulierenden Systems dar (Struktur, Funktion, Verhalten). Der Ablauf des Simulators mit konkreten Werten (Parametrierung) wird als Simulationsexperiment bezeichnet. Dessen Ergebnisse können dann interpretiert und auf das zu simulierende System übertragen werden.

Deswegen ist der erste Schritt einer Simulation stets die Modellfindung. Wird ein neues Modell entwickelt, spricht man von Modellierung. Ist ein vorhandenes Modell geeignet, um Aussagen über die zu lösende Problemstellung zu machen, müssen lediglich die Parameter des Modells eingestellt werden. Das Modell, respektive die Simulationsergebnisse können dann für Rückschlüsse auf das Problem und seine Lösung genutzt werden. Daran können sich – sofern stochastische Prozesse simuliert wurden – statistische Auswertungen anschließen.

Die Methode der Simulation wird für viele Problemstellungen der Praxis eingesetzt. Bekannte Felder des Einsatzes von Simulationen sind die Strömungs-, Verkehrs-, Wetter- und Klimasimulation.

Anwendung in der Geothermie

In der Geothermie spielen Simulationen, insbesondere des Lagerstättenverhaltens, sowohl in der oberflächennahen als auch in der tiefen Geothermie eine entscheidende Rolle. Simuliert werden können aber auch Teilprozesse wie hydraulische Stimulation und dort insbesondere die Rissausbreitung.

TMHC - Simulation

Bei der Simulation des Reservoirverhaltens, auch während der langfristigen Nutzung, spielt oft the TMHC- Simulation eine besondere Rolle. Hierbei werden thermische, mechanische, hydraulische und chemische Prozesse simultan betrachtet, meist durch gekoppelte Differenzialgleichungen. Dies sind die derzeit anspruchvollsten Methoden um Reservoirverhalten zu simulieren.

Modellierung

Synonym zu Simulation wird oft auch der Begriff Modellierung verwendet. Streng genommen ist Modellieren aber nur der Aufbau eines Modells, das dann bei der Stimulationsrechnung zugrunde gelegt wird.

Literatur

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Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.