Du springst wieder irgendwo mitten in das Problem hinein, ohne dir die Mühe zu machen, es mal wirklich vollständig darzustellen.
Ich glaube genügend geschrieben zu haben, dass es sich hier um ein endliches und diskretes Modell handelt, bei dem via ganz normaler Schur-Elimination Knoten eliminiert werden.
Hier gibt es keinerlei Approximationen, sondern nur exakte Berechnungen.
Dieses Netzwerk T besteht aus Kanten/Edes E, Knoten/Vertices V und der Wurzel r
T = {E,V,r}
Um nun einen Knoten zu eliminieren, muss man alle Knoten in Interior I und Boundary B unterteilen, je nachdem welcher Knoten eliminiert werden soll. Prinzipiell muss man gar keinen Knoten als Interior zuweisen und kann über alle Knoten den Graph-Laplacian berechnen, indem I ={} ist.
Das wurde im alten Wachstumsmodell gemacht, um den Leitwert des neuen Knoten zu bestimmen aber das wurde gänzlich verworfen. Das ist der Laplacian ohne Interior und in dem Fall ist der Laplacian L = der DtN-Randantwort Λ.
Aber bei dem Stern kann man grundsätzliche jeden einzelnen oder auch mehrere Knoten eliminieren. Eliminiert man aber den Wurzelknoten, indem man diesen zum Interior erklärt, dann entsteht ein effektiver DtN-Response mit eigener Geometrie. Bei einem Stern mit 3 Knoten entsteht dabei ein Dreieck.
Knotenmenge
mit symmetrische/reziproke Leitwerte der Kanten
den gewichtete Graph-Laplacian schreiben
L = D - C
mit Leitwertmatrix
gewichtete Knotengrade
dann die Knoten in Interior und Boundary zerlegen
V = B ∪ I
um den zerlegten Graph-Laplacian zu erhalten
L_BB: enthält die Laplacian Einträge zwischen allen Boundary Knoten
L_BI: enthält die Laplacian Einträge zwischen Boundary und Interior
L_IB: enthält die Laplacian Einträge zwischen Interior und Boundary
L_II: enthält die Laplacian-Einträge der Interior-Interior Knoten, inkl. der vollen Diagonale
Für einen Stern mit 3 Knoten, wie oben beim Drehstrommotor ist die ausgeschriebene Laplace-Matrix bei Leitwert C=1 aller Kanten
bei B = {1,2,3] und I = {r}
sind die Komponenten
die DtN-Matrix
das äußere Produkt
kompakte DtN-Matrix
eingesetzt
die nun resultierenden effektiven Leitwerte c_eff steht in der Laplace-Matrix in den off-Diagonalen mit Kante ij, also
Es entsteht aus dem 3er Stern ein effektives Dreieck.
Das ist die ganz normale Stern-/Dreieck-Reduktion. Bei elektrischen netzwerken nennt man das Kron-Reduktion, bei allgemeinen Netzwerken eher Schur-Komplement. Die Berechnung des Response ist aber immer gemäß Dirichlet to Neumann, also DtN.
Das funktioniert allgemein für Sterne mit Knoten > 1. Bei nur einem Knoten funktioniert das nicht, da gar keine Kante mit Leitwert definierbar ist.
Bei einer Wurzel statischen Leitwerten C = 1 an jeder Kante und
- einen Kinderknoten ist der effektive Leitwert c_eff = 0, die effektive Geometrie ein Punkt, da keine effektive Kante vorhanden ist
- zwei Kinderknoten ist der effektive Leitwert c_eff = 1/2 an jeder effektiven Kante, die effektive Geometrie eine Gerade
- drei Kinderknoten ist der effektive Leitwert c_eff = 1/3 an jeder effektiven Kante, die effektive Geometrie ein 2-dim Simplex -> gleichseitiges Dreieck
- vier Kinderknoten ist der effektive Leitwert c_eff = 1/4 an jeder effektiven Kante, die effektive Geometrie ein 3-dim Simplex -> Tetraeder
- bei n Kinderknoten ist der effektive Leitwert c_eff = 1/n an jeder effektiven Kante, die effektive Geometrie ein (n-1)-dim Simplex
Das ist alles, was ich brauche. Das interessante Objekt ist jeweils der DtN-Response Λ_B bzw. im jetzigen code die Familie aller möglichen DtN-Responses über den Stern mit 4 Kinder.