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.