Simulation und Modellierung in der Fluidtechnik
Mit den Bibliotheken der Fluidtechnik lassen sich geräteorientierte Modelle schnell und unproblematisch aufbauen. Dies erfolgt in Analogie zum Hydraulik- oder Pneumatikschaltplan. Die Modelle werden einfach mit Zylindern, Ventilen, Rohr- oder Schlauchleitungen, Pumpen und Speichern aufgebaut. Die Modellbildung der fluidischen Systeme basiert auf deren nichtlinearen Eigenschaften und orientiert sich am realen Systemverhalten.
Es werden die extremen Nichtlinearitäten, wie beispielsweise druck- und temperaturabhängige Fluideigenschaften, nichtlineare Ventileigenschaften, Temperaturänderungen, Absorption und Dispersion von Gasen, sowie volumetrische und mechanische Wirkungsgrade berücksichtigt. Soll ein- und zweiphasiges Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen untersucht werden, wird die Fluidtechnik durch die Domäne Thermodynamik ergänzt. Die Bibliotheken der Fluidtechnik interagieren mit Modellen der Domänen Mechanik, Antriebstechnik und Regelungstechnik und erlauben damit die Simulation komplexer multiphysikalischer Modelle.
SimulationX-Bibliotheken der Fluidtechnik
Hydraulik
Die Bibliothek Hydraulik erlaubt mit Modellen unterschiedlicher Detaillierung sowohl die Simulation kompletter hydraulischer Anlagen, als auch die Untersuchung hydraulischer Komponenten, wie z.B. Ventile. Die Parameterbeschreibung in den Dialogen erfolgt über Katalogangaben oder die geometrischen Abmessungen der hydraulischen Komponenten. In Abhängigkeit von den verfügbaren Parametern kann der Anwender zwischen einer Vielzahl unterschiedlicher Modellbeschreibungen für ein und denselben physikalischen Sachverhalt wählen, z.B. für die Berücksichtigung des Durchfluss- oder auch des Reibungsverhaltens hydraulischer Komponenten. Die für die Berechnung notwendigen Fluideigenschaften werden in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Gasanteilen berechnet. Eine umfangreiche und erweiterbare Fluiddatenbank stellt diese Eigenschaften zur Verfügung.
Pneumatik
Mit der Bibliothek Pneumatik lassen sich Aufgabenstellungen aus den Bereichen Pneumatische Antriebs- bzw. Betätigungssysteme und Handhabungseinrichtungen, Hydropneumatische Speicher und Stoßdämpfer, sowie Brennstoffzellen und Verfahrenstechnik effizient bearbeiten. Die Bibliothek Pneumatik bietet die Möglichkeit, sowohl Systeme mit reinen Gasen als auch System mit Gasmischungen zu berechnen. Die Widerstandsbeschreibungen der SimulationX Pneumatik berücksichtigen laminare sowie turbulente Druckverluste. Ebenso wird in den pneumatischen Widerständen zwischen über- und unterkritischer Strömung unterschieden. Gaseigenschaften werden in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und der Gaszusammensetzung berechnet. In einem Modell können verschiedene Gase und Mischungen genutzt werden. Eine umfangreiche und erweiterbare Fluiddatenbank stellt die Eigenschaften dieser Gase dem Anwender zur Verfügung.
FluidDesigner
Der ITI FluidDesigner ergänzt die Bibliotheken Hydraulik und Pneumatik und ist ein komfortables Werkzeug zur Erstellung und Bearbeitung nutzerdefinierter Fluidtypen. Es wird damit eine schnelle Beschreibung aller für die dynamische Simulation relevanten physikalischen Eigenschaften von Fluidtypen (z. B. Viskosität, Dichte, Kompressibilität) in Abhängigkeit von den Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Luftanteil unterstützt. Mit Hilfe bereits implementierter Klassifikationen werden automatisch passende Standardwerte bereitgestellt und damit die Definition durch den Nutzer erleichtert. Ein umfangreiches Angebot an alternativen Beschreibungsformen für das Fluidverhalten (Standard-, beliebige Ansatzfunktionen, Kennlinien) ermöglicht dem Nutzer höchstmögliche Flexibilität.
