Das IDaS gratuliert Dr. Karim Abdelhak zu seiner erfolgreichen Promotion !

Am 16. Juni 2026 hat unser Mitarbeiter Dr. Karim Abdelhak seine Promotion an der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld erfolgreich abgeschlossen. Die Dissertation mit dem Titel “Symbolic Methods for Systems of Array-Based Differential-Algebraic Equations” entstand im Rahmen einer kooperativen Promotion unter der Betreuung von Prof. Jens Stoye (Universität Bielefeld) und Prof. Bernhard Bachmann (HSBI). Als dritter Gutachter fungierte Dr. Dirk Zimmer (DLR Oberpfaffenhofen), Chairman der Modelica Association.

Im Zentrum der Arbeit stehen symbolische Methoden für die effiziente Verarbeitung großer Systeme differentiell-algebraischer Gleichungen (DAE), wie sie in modernen Modellierungs- und Simulationswerkzeugen auftreten. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Kausalisierung, also die strukturelle Aufbereitung der Gleichungssysteme für numerische Verfahren.

Während klassische Ansätze auf eine vollständige Skalarisierung setzen, verfolgt die Dissertation einen neuen Ansatz, der Arraystrukturen möglichst erhält. Dazu werden eine pseudo-array-basierte Kausalisierung, ein dreistufiges Sortierverfahren sowie ein Resizing-Algorithmus kombiniert, um das zugrunde liegende Problem effizient zu reduzieren.

Die Verfahren wurden im OpenModelica-Compiler implementiert und anhand verschiedener Benchmark-Suiten evaluiert. Die Ergebnisse zeigen deutliche Verbesserungen, insbesondere signifikant reduzierte Übersetzungszeiten sowie beschleunigte Simulationen. Für bestimmte Modellklassen kann zudem eine weitgehende Unabhängigkeit von Arraydimensionen erreicht werden. Dies ist insbesondere relevant für Anwendungen in Bereichen wie Gebäudemodellierung, Energiesysteme und Stromnetze (Power Systems), thermodynamische Prozesse sowie weitere großskalige physikalische Modelle.

Die Arbeit leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Skalierbarkeit moderner Simulationswerkzeuge und zur effizienten Behandlung komplexer Modelle.

Wir gratulieren Dr. Karim Abdelhak herzlich zu diesem Erfolg!