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Modélisation multiphysique avec OpenModelica

mardi 24 décembre 2013, par Charbonnel*Alain.

Modélisation multiphysique avec Modélica

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1 Présentation de Modelica

Le langage de modélisation orienté objet Modelica permet la modélisation pratique de systèmes complexes

Le simulateur associé a pour tâche de résoudre le système d’équations à chaque pas temporel.

Le langage, les bibliothèques et certains outils de simulation de Modelica sont libres et issus d’une demande industrielle.

Le développement de Modelica est assuré par l’association à but non lucratif Modelica Association.

Son développement a commencé en 2000.

Qui l’utilise ?

Modelica est mise en œuvre dans des logiciels commerciaux :
CATIA de Dassault Systèmes, suite à l’intégration dans PLM du noyau Dymola (Dynasim AB, Suède, acquis par Dassault Systèmes en 2006) ;
LMS Imagine.Lab AMESim de LMS International ;
MapleSim de Maplesoft, Canada ;
MathModelica de Wolfram Research, Suède ;
SimulationX de ITI GmbH, Dresde, Allemagne ;

et dans des logiciels libres :
JModelica.org de l’Université de Lund et Modelon AB, Suède ;
OpenModelica de l’Université de Linköping, Suède ;
Modelicac pour Scilab-Xcos/Scicos.

2 Open Modelica

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OPENMODELICA is an open-source Modelica-based modeling and simulation environment intended for industrial and academic usage
OMEdit est l’éditeur d’OpenModelica
3 Installation
https://openmodelica.org/

3 Les bibliothèques

Un large choix de bibliothèques standards gratuites est fourni

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Blocs,
Mécanique de rotation : Composants rotation, sources, sensors.
Mécanique de translation
Electrique : composants basiques, capteurs (sensors), sources
Thermique
Fluide

4 Exemple de régulation de chauffage d’une maison

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Pour visualiser les courbes, il faut cocher les paramètres correspondants
Le capteur (ici en °C) n’est pas indispensable, on peut également afficher la température de l’inertie thermique en Kelvin

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On ajoute un thermostat pour maintenir la température entre 19,5°C et 20,5°C
La température extérieure est ici constante

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Température extérieure variable
La température extérieure varie de -5°C à 25°C au cours de la journée

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5 Exemple de simulation de la voiture radiocommandées Tamiya TT01

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Prise en compte de la résistance de l’air
F = 1/2. Cx.mv.S.V². L’effort aérodynamique F=1/2.Cx.Mv.S.V² est ajouté à l’effort constant.

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6 Les objets Modelica

Un modèle obtenu avec OpenModelica est un fichier texte (.mo)

Exemple de la régulation de température de la maison

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Un composant Modelica est aussi un modèle (fichier .mo), qui peut être édité.