Fysikalisk modellering, simulering och optimering

Fysikalisk modellering innefattar att förklara fysikaliska system med matematiska modeller som har en fysikalisk grund. En fördel med dessa typer av modeller jämfört med black-box modeller är att datamängder som behövs för att parametersätta modellerna minimeras. Modellerna används i simuleringar för att skapa förståelse och kunskap över hur ett system presterar utan att behöva bygga dessa. Det här är värdefullt i utvecklingen av nya produkter, både vad gäller minimering av produktutvecklingstiden och produktutvecklingskostnaden. 

Modellerna och simuleringarna baseras ofta på en grundkunskap som ingenjörer besitter, och finjusteringar av systemet undersöks med hjälp av datorbaserad produktutveckling. Ibland finns det dock ett värde i att undersöka om dessa designval kan förfinas ytterligare. Matematisk optimering av ett system är då ett värdefullt verktyg. Optimeringen kan användas dels vid designen av ett system, dels i realtid vid styrningen av systemet.  

RISE har erfarenhet inom modellering, simulering, och optimering av olika system, med fokus på transportområdet. Vi kan exempelvis bidra till:

• Ge förslag på modellkomplexitet i analys beroende på vilken frågeställning som ska besvaras.
• I samverkan med annan aktör utföra simuleringar och analys av dessa.
• Utföra optimeringar av ett system för att förstå hur dessa med fördel kan konfigureras och styras.

Exempel på tillämpningar som vi har erfarenhet av är:

• Modellering och simulering av fordonsframdrivning. Inkluderar val av drivlinekonfiguration, men även dimensionering och styrning av drivlinan.
• Elvägar. Vilka vägar som är fördelaktiga att elektrifiera och vilka segment av vägarna som bör elektrifieras. Kvantifiera den energimässiga nyttan med elvägar.
• Beräkna optimal fordonashastighet givet att information om framtida väglutning är känd. Syftar till att minimera bromsenergin och därmed minska bränsleförbrukningen.