Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Симцентр Амесим
Siemens AG logo.svg
Simcenter Amesim.jpg
Моделирование и симуляция с Simcenter Amesim
Разработчики)Программное обеспечение Siemens PLM
Первый выпуск1995 г.
Стабильный выпуск
Симцентр Амесим 2020.1
ПлатформаКроссплатформенность
Доступно вАнглийский , китайский
Типмоделирование , симуляция , графический интерфейс пользователя
ЛицензияПроприетарный

Simcenter AMESim является коммерческим моделирования программного обеспечения для моделирования и анализа систем с несколькими доменами. Это часть области системной инженерии и относится к области мехатронной инженерии.

Программный пакет представляет собой набор инструментов, используемых для моделирования, анализа и прогнозирования производительности мехатронных систем. Модели описываются с помощью нелинейных зависимых от времени аналитических уравнений, которые представляют гидравлическое, пневматическое, тепловое, электрическое или механическое поведение системы. По сравнению с 3D- моделированием CAE этот подход дает возможность моделировать поведение систем до того, как станет доступна подробная геометрия САПР , поэтому он используется раньше в цикле проектирования системы или в V-модели .

Для создания имитационной модели системы используется набор библиотек , которые содержат заранее определенные компоненты для разных физических областей. Значки в системе должны быть подключены, и для этого у каждого значка есть порты, у которых есть несколько входов и выходов. Причинно-следственная связь обеспечивается путем связывания входных данных одного значка с выходными данными другого значка (и наоборот).

Библиотеки Simcenter Amesim написаны на языке C, а также поддерживают Modelica [1], который является непатентованным, объектно-ориентированным языком на основе уравнений для моделирования сложных физических систем, содержащих, например, механические, электрические, электронные, гидравлические, тепловые, управляющие и т. Д. электроэнергетика или подкомпоненты, ориентированные на процесс. Программное обеспечение работает на платформах Linux и Windows .

Simcenter Amesim является частью портфеля Siemens PLM Software Simcenter. Он сочетает в себе одномерное моделирование, 3D CAE и физическое тестирование с интеллектуальной отчетностью и анализом данных. Этот портфель предназначен для разработки сложных продуктов, включая интеллектуальные системы, путем реализации подхода прогнозной инженерной аналитики . [2]

История [ править ]

Программное обеспечение Simcenter Amesim было разработано компанией Imagine SA, которая была приобретена в июне 2007 года компанией LMS International , которая сама была приобретена в ноябре 2012 года компанией Siemens AG . Компания Imagine SA была создана в 1987 году доктором Мишелем Лебреном из Университета Клода Бернара во Франции для управления сложными динамическими системами, соединяющими гидравлические сервоприводы с механическими конструкциями из конечных элементов. Первоначальный инженерный проект включал подъем палубы тонущих нефтяных платформ Ekofisk в Северном море. В начале 1990-х годов ассоциация с профессором К.В. Ричардсом [3] [4]поступивший из Университета Бата в Англии, привел к первому коммерческому выпуску Simcenter Amesim в 1995 году, который затем был посвящен системам управления жидкостями. Simcenter Amesim используется компаниями в автомобильной [5] [6] [7] [8] аэрокосмической [9] [10] [11] и других передовых отраслях обрабатывающей промышленности. [12] [13] [14]

Использование [ править ]

Simcenter Amesim - это многодоменное программное обеспечение. Он позволяет связывать различные области физики (гидравлические, пневматические, механические, электрические, тепловые, электромеханические). Он основан на теории графов Бонда .

Моделирование системы осуществляется в четыре этапа:

  • режим эскиза : в котором различные компоненты связаны,
  • режим подмодели : в котором выбирается физическая подмодель, связанная с каждым компонентом,
  • режим параметров : в котором устанавливаются параметры для каждой подмодели,
  • режим запуска : запускается моделирование и анализируются результаты.

Между подмоделью и режимом параметров компилируется модель Simcenter Amesim . На платформе Windows Simcenter Amesim работает с бесплатным компилятором Gcc , который поставляется вместе с программным обеспечением. Он также работает с компилятором Microsoft Visual C ++ и его бесплатной версией Express. Начиная с версии 4.3.0 Simcenter Amesim использует компилятор Intel на всех платформах.

Платформы [ править ]

Возможности Simcenter Amesim:

  • Платформы
    • графический пользовательский интерфейс , интерактивная справка, суперкомпоненты, переменные с постобработкой, управление экспериментами, метаданные , конструктор диаграмм состояний
  • Инструменты анализа
    • редактор таблиц, графики, информационная панель, 3D-анимация, воспроизведение результатов, линейный анализ ( собственные значения , модальные формы , передаточные функции , корневой годограф ), индекс активности, вычисление мощности и энергии
  • Оптимизация, надежность, DOE
    • Планирование экспериментов (изучение параметров, полный факторный, центральный составной), оптимизация (NLPQL, генетический алгоритм ), Монте-Карло (случайный, латинский гиперкуб, оптимизированный латинский гиперкуб, с равномерным или гауссовым распределением)
  • Решатели и числа
    • LSODA , DASSL, DASKR, решатели с фиксированным шагом, дискретное разбиение, параллельная обработка , симуляции Simcenter Amesim / Simcenter Amesim
  • Программные интерфейсы
    • общее совместное моделирование (для совместного моделирования с любым программным обеспечением, связанным с Simcenter Amesim), функциональный интерфейс макета (экспорт)
  • MIL / SIL / HIL и в реальном времени
    • установка / управление ( интерфейс Simulink, интерфейс Labview ), различные цели реального времени (RT) (xPC, dSPACE , Opal-RT, LabVIEW , ETAS , ...)
  • Создание сценариев для симуляторов
    • функции сценариев для пилотного моделирования (из Microsoft Excel благодаря предоставленным подпрограммам Visual Basic , из MATLAB , Scilab , Python ), API схемы (для создания собственных приложений на основе Simcenter Amesim на C и в версии Python), генератор файлов сценариев ( файл схемы API автоматически записывается из существующей модели)
  • Настройка
    • собственные настраиваемые инструменты предварительной и постобработки с питоном , помощником по вызову скриптов, редактором группы параметров, дизайнером приложений
  • Платформа Modelica
    • поддержка языка моделирования Modelica и поддержка подмножеств стандартной библиотеки Modelica (MSL) со специальными инструментами: редактор modelica, помощник по импорту modelica, компилятор modelica, сборка modelica
  • 1D / 3D CAE
    • Импорт САПР (интегрированный инструмент считывания, обработки, извлечения параметров и создания эскизов в САПР), совместное моделирование программного обеспечения CFD ( Simcenter STAR-CCM + , Fluent, CFX , [Simcenter STAR-CD], Eole, ...), импорт FEA сокращенная модальная основа с предопределенными граничными узлами, совместное моделирование и импорт / экспорт программного обеспечения MBS (Simcenter 3D или MSC.Adams)
  • Разработка
    • Пользователь может разрабатывать свои собственные подмодели, собирая различные стандартные подмодели (суперкомпоненты) с помощью функции настройки компонентов или программируя их на C или в Фортране с помощью редактора подмоделей. Предоставляется исходный код C большинства стандартных подмоделей, позволяющий пользователю начать с этой базы, чтобы подогнать их под свои нужды.

Физические библиотеки [ править ]

Для создания имитационной модели системы в Simcenter Amesim собираются компоненты из разных физических областей. Физические библиотеки были разработаны с помощью инженерных услуг и партнерских отношений с клиентами. В версии 2019.1 Simcenter Amesim предлагал 48 библиотек (> 6500 мультифизических моделей) для удовлетворения различных требований приложений.

Некоторые библиотеки Simcenter Amesim:

  • Контроль :
    • Библиотеки: сигнализация и управление, управление сигналами двигателя
    • Компоненты: непрерывные блоки, таблицы, функции, логика, гистерезис , дискретный сигнал , маршрутизация, шина, циклические компоненты, ...
  • Электрика :
    • Библиотеки: электродвигатели и приводы, накопители электроэнергии, основы электротехники и преобразователи, статическое преобразование электричества, электромеханика, автомобильная электрика, топливные элементы.
    • Компоненты: резистор, индуктор, конденсатор, трансформатор, аккумулятор, генераторы, синхронные машины, индукционные машины, машины постоянного тока, генераторы, прямой парк, обратный парк, выпрямители, инверторы, прерыватели, градуаторы, провода, предохранители, реле, вентиляторы, нагнетатели, лампы, стеклоподъемники, магнитные катушки, воздушные зазоры, утечки, пьезоэлектрические приводы, ...
  • Механика :
    • Библиотеки: 1D-механика, 2D-механика, 3D-механика, кулачок и ведомые, трансмиссия, динамика транспортного средства.
    • Компоненты: массы, пружины, амортизаторы, кулачки, коромысла, толкатели, рейка и шестерня, винтовая гайка, червячная передача, рычаги, шестерни, подшипники, сальники, муфты, муфты, шасси, шины, ...
  • Жидкости :
    • Библиотеки: гидравлика, конструкция гидравлических компонентов, гидравлическое сопротивление, наполнение, пневматика, конструкция пневматических компонентов, газовая смесь, влажный воздух.
    • Компоненты: резервуары, объемы, отверстия, перепады давления, изгибы, расширения, сжатия, тройники, подшипники, тарелки, золотники, поршни, домкраты, диафрагмы, утечки, уплотнения, ... гидравлические / пневматические трубы с волновыми эффектами и водой- ударный эффект, гибкие шланги, скорость звука, удары, ... база данных свойств жидкостей и газов, ...
  • Термодинамика :
    • Библиотеки: тепловая, теплогидравлическая, теплогидравлическая конструкция компонентов, двухфазный поток, кондиционирование, система охлаждения, инструмент для сборки теплообменников.
    • Компоненты: теплоемкость, теплопроводность, конвекция, излучение, теплообменники, радиаторы, конденсаторы, насосы, термостаты, компрессоры.
  • Двигатель IC :
    • Библиотеки: привод IFP, двигатель IFP, выхлоп IFP, CFD1D
    • Компоненты: приводы, коробки передач, коленчатый вал, распределительный вал, цилиндр, сгорание, теплообменники стенки, воздушный тракт, клапаны двигателя, компрессоры, турбокомпрессоры, трубы, форсунки, доочистка, катализатор, ...
  • Аэрокосмическая промышленность и оборона :
    • Библиотеки: воздухоплавание и космос, газовые турбины, топливные системы самолетов, жидкостные двигатели, электрика самолетов.
    • Компоненты: определение миссии полета, модели атмосферы, динамика полета (точечная масса, продольная, поперечная, 6DOF), пропеллеры (использование XFOIL для расчета характеристик подъемной силы и сопротивления), компрессоры, турбины, топливные баки с ускорением, отверстия, откидные клапаны, компрессоры. / насосы / турбины, камеры сгорания, сопла, электрические VFG, трансформаторные выпрямители, трехфазные нагрузки, общие нагрузки постоянного тока ...

Образование и исследования [ править ]

Simcenter Amesim используют инженерные школы и университеты. Это также справочная база для различных исследовательских проектов в Европе.

История выпусков [ править ]

Имя / ВерсияНомер сборкиДата
AMESim-1995 г.
AMESim 1.0v1001996 г.
AMESim 1.5v1501997 г.
AMESim 2.0v2001998 г.
AMESim 2.5v250Апрель 1999 г.
AMESim 3.0v300Июнь 2000 г.
AMESim 3.5v350Май 2001 г.
AMESim 4.0v400Март 2002 г.
AMESim 4.1v410Апрель 2003 г.
AMESim 4.2v420Сентябрь 2004 г.
AMESim 4.3v430Октябрь 2005 г.
AMESim Rev 7Av700Апрель 2007 г.
AMESim Rev 7Bv710Декабрь 2007 г.
AMESim Rev 8Av800Июнь 2008 г.
AMESim Rev 8Bv810Декабрь 2008 г.
AMESim Ред. 9v900Ноябрь 2009 г.
AMESim Ред. 10v1000Ноябрь 2010 г.
AMESim Ред. 11v1100Ноябрь 2011 г.
AMESim Rev 12v1200Март 2013 г.
AMESim Ред. 13v1300Декабрь 2013
LMS Imagine.Lab Амесим 14v1400Февраль 2015 г.
LMS Imagine.Lab Амесим 15v1501Июль 2016 г.
Симцентр Амесим 16v1600Январь 2018 г.
Симцентр Амесим 17v17Октябрь 2018 г.
Симцентр Амесим 2019.1v2019.1Апрель 2019

См. Также [ править ]

  • Модельно-ориентированный дизайн
  • Модель с сосредоточенными элементами
  • Модель с распределенными элементами
  • Графики облигаций
  • Мехатроника
  • Теория управления
  • Вычисления в реальном времени
  • Аппаратное моделирование в цикле
  • Системная инженерия
  • Simulink
  • 20-сим
  • Wolfram SystemModeler

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Modelica и Modelica Association" .
  2. ^ "Siemens PLM Software Simcenter" .
  3. ^ Санада, К., Ричардс, CW, Лонгмор, Д.К., Джонстон, Д.Н. и Берроуз, CR (1993). Практические требования к моделированию динамики гидравлических трубопроводов . 2-й Международный симпозиум JHPS по гидроэнергетике.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Тилли, DG, Richards, CW, Томлинсон, SP и Берроуз, CR (1991). Роль моделирования в проектировании гидравлических систем . Симпозиум МФБ по автоматизированному проектированию в системах управления.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Чжан Дун-сю; Цзэн Сяо-хуа; Ван Пэн-ю; Ван Цин-нянь (2009). Совместное моделирование с Amesim и MATLAB для дифференциальной динамической связи гибридного электромобиля . Симпозиум по интеллектуальным транспортным средствам, 2009 г., IEEE. DOI : 10.1109 / IVS.2009.5164373 .
  6. ^ Guizhi Sun; Миньсян Вэй; Чинджу Шао; Ман Пей (2007). Моделирование и симуляция автомобильных силовых агрегатов на основе Amesim . Азиатско-Тихоокеанская автомобильная инженерная конференция SAE.
  7. ^ ЧЕН Фэй; САН Жэнь-юнь; ЧЕН Ю-ронг; ШАН Ю-мэй (2009). «Исследование замкнутого контура управления впрыском СПГ двигателя на основе Amesim / Simlink» . Журнал Университета Сихуа (издание по естествознанию) .
  8. ^ Интеграция физической модели двигателя Amesim в аппаратное обеспечение в среде контура, посвященная тестированию блока управления двигателем . Всемирный конгресс и выставка SAE. 2007 г.
  9. ↑ LI Kuo, GUO Ying-Qing (Колледж энергетики и энергетики Северо-Западного политехнического университета, Сиань Шаньси 710072, Китай) (2009). «Применение Амезима в системе авиационных силовых установок» . Компьютерное моделирование .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ GUO Jun; WU Yafeng; ЧУ Нишенг (2006). «Применение Амезима в гидравлической системе самолета» . Компьютерная инженерия .
  11. ^ ПАН Хуэй; Чжан Ли-хуэй (2011). «Применение Амезима в моделировании динамических характеристик системы жидкостного ракетного двигателя» . Журнал ракетного движения .
  12. ^ Ван Тао Тао Вэй (Западный филиал Чжэцзянского технологического университета) (2008). «Моделирование движения и управление гидравлическим экскаватором на основе Amesim» . Металлический рудник .
  13. ^ "Надежное отслеживание траектории ковша гидравлического экскаватора" . Журнал Университета Цзилинь (Техническое и технологическое издание) . 2006 г.
  14. ^ Чжун Хуа Хуан; Хун Вэй Гао; Я Се (2012). «Конструкция системы гидравлической нагрузки на испытательном стенде гибридного экскаватора» . Перспективные исследования материалов . Перспективные проекты и исследования для производства: 1322–1325.