Modellieren mit Modelica
Modelica ist eine objektorientierte Modellierungssprache für komplexe physikalische Systeme (multiphysics und hybrid). Modelica sowie viele Bibliotheken und einzelne Tools sind frei verfügbar. Die Modelica Association sorgt für die Weiterentwicklung des Sprachstandards, organisiert Tutorials im Rahmen von Konferenzen, unterstützt die Entwickler und fördert die Verbreitung der Sprache.
Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Sequenz von Lernvideos zu Modelica
| Titel (Link) | Beschreibung |
| Einführung | In dieser Einführung wird eine kurze Übersicht über das Modellieren mit Modelica gegeben. |
| Basiselemente | Im 2. Teil wird anhand der elektrischen Bauteile erklärt, wie man die drei liniearen Elemente Widerstand, Kondensator und Spule modelliert und in einem Gesamtmodell einsetzt. |
| Translation | Der Impuls ist die Grundmenge der Translationsmechanik und die Geschwindigkeit das zugehörige Potential. Eine ähnliche aber nicht ganz identische Idee dient als Grundlage zur Modellierung von translationsmechanischen Systemen. |
| Rotation | Die drei Impulskomponenten und die drei Drehimpulskomponenten können getrennt modelliert werden. Nimmt man nur eine Drehimpulskomponente, kann man schon recht komplexe Systeme modellieren. |
| Wärme | Ein elektrisch beheizter Boiler mit einem Zweipunktregler ist ein einfaches Beispiel, anhand dessen man die Mächtigkeit der Modellierungssprache Modelica zeigen kann. Zur Modellbildung mit Modelica nimmt man als theoretische Grundlage entweder die Bondgraphen oder die Systemphysik. |
| ideale Diode | Die ideale Diode beschreibt im Sperrbereich ein Stromstärke-Spannungs-Verhalten mit kleinem Leitwert und im Durchlassbereich einen Spannungs-Stromstärke-Verlauf mit kleinem Widerstand. Zusätzlich kann noch eine Kniespannung festgelegt werden. |
| Trockenreibung | Dieses vereinfachte Reibungsmodell orientiert sich am Modell der Diode. Es bildet die Trockenreibung (Haft- und Gleitreibung) relativ gut nach, solange die Haftreibungsphase nicht zu lange dauert. |
| Reibfeder | Viele Puffer für Güterwagen sind mit Reibfedern ausgerüstet, Bei dieser Feder sorgt die innere Reibung dafür, dass nur ein bestimmter Anteil der aufgenommenen Energie wieder frei gesetzt wird (teilelastischer Stoss). Das Modelica-Modell zur Reibfeder orientiert sich am Modell für die Diode. |
| Annotation | Modelica kennt verschiedene Arten der Dokumentation: graphisch mit Icons, umfassend als HTML-Text, direkt neben einer Variablen oder einem Paramter. Wie in praktisch allen Programmiersprachen kann auch noch der Code direkt kommentiert werden. |
| Legoprinzip | Aus den vorgefertigten Elementen lassen sich nun nach dem Legoprinzip immer komplexere Modelle bauen. Es wird noch gezeigt, wie man diese Modelle parametrisiert. |
| Repetition 1 | Ein kleiner Rückblick zu Modellegänzung, eigene Modelle, hierarchisches Modellieren, Simulationsstudie. |
| nichtlineare Feder | Eine nichtlineare Feder soll als Modell kreiert werden. Dazu wird das bestehende Modell der linearen Feder kopiert und angepasst. |
| Federkette | Aus Massen und Federn (linearen und nichtlinearen) soll eine Federkette gebildet werden. |
Zur Systemphysik ist eine eigene Modelica-Bibliothek entwickelt worden, die hier heruntergeladen werden kann.