TransientenAnalysen

Transientenanalyse bezeichnet die Untersuchung der zeitabhängigen Reaktion eines Systems auf zeitlich veränderliche Eingaben oder Störungen. Ziel ist es, das dynamische Verhalten zu verstehen, einschließlich Ver Verzögerungen, Überschwingen, Dämpfung und Stabilität, sowie die zeitliche Entwicklung von Größen wie Spannungen, Strömen, Verformungen oder Temperaturen.

Typische Modelle beruhen auf Differential- oder Differenzengleichungen. Die Lösung erfolgt im Zeitbereich mittels analytischer Ansätze bei einfachen, linearen Systemen oder durch numerische Integration bei komplexen Modellen (zum Beispiel Euler- oder Runge-Kutta-Verfahren). Transiente Analysen unterscheiden sich von Frequenzanalysen, die den stationären oder sinusförmigen Betrieb untersuchen, und von statischen Analysen.

Anwendungsgebiete reichen von elektronischen Schaltungen (transiente SPICE-Simulation) über mechanische Strukturen bei zeitlich variierenden Lasten bis zu thermischen Transienten in Gebäuden oder Maschinen. In der Praxis werden geeignete Anfangsbedingungen festgelegt und Eingaben wie Schritt-, Impuls-, Rampen- oder stochastische Störungen modelliert.

Ausgaben sind Zeitverläufe von Größen wie Spannungen, Strömen, Verformungen oder Temperaturen. Typische Leistungskennwerte sind Einschwingzeit, Überschwingen, Dämpfung und das Erreichen des stationären Endwerts. Die Ergebnisse dienen der Auslegung, dem Sicherheitsnachweis und der Planung von Steuer- oder Regelungssystemen.

Typische Software-Umgebungen sind SPICE für Schaltungen, MATLAB/Simulink für mehrkörpersysteme oder multiphysikalische Modelle sowie kommerzielle FEA-/Multiphysik-Tools wie ANSYS oder ABAQUS.