OpenModelica

Informations
Développé par	Open Source Modelica Consortium (OSMC)
Écrit en	C
Environnement	Multiplate-forme; Linux, Windows
Formats lus	Modelica CombiTimeTable (d) et Modelica model format (d)
Formats écrits	Modelica model format (d) et Modelica CombiTimeTable (d)
Type	simulations numériques
Licence	licence publique OSMC, EPL, GPL (Licence libre)
Site web	openmodelica.org

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OpenModelica est un logiciel libre de simulations numériques de système physique.

Basé sur le langage de modélisation Modelica, il permet la modélisation causale (schéma fonctionnel) ou acausale (schéma structurel), la simulation, l’optimisation et l'analyse de systèmes physiques complexes (électrique, mécanique, thermique, pneumatique, chimique, hydraulique, etc.).

La communauté d’OpenModelica poursuit activement le développement du logiciel notamment à travers une organisation à but non lucratif.

Le logiciel est aussi bien utilisé par le monde universitaire que par le secteur industriel. De nombreuses bibliothèques (base de données composants) permettent la modélisation de systèmes automobiles, traitement de l’eau, aéronautique, défense, énergie, process, équipement industriel…

Applications

OpenModelica permet de simuler le fonctionnement de systèmes physiques pour analyser leur comportement.

L’utilisateur modélise chaque sous-ensemble du système par des composants issus d’une base de données intégrée au logiciel.

Chaque sous-ensemble du système est modélisé par des composants issus d’une base de données intégrée au logiciel.

Ce schéma est transformé en un ensemble d'équations que le simulateur associé résout.

De ce fait, l’utilisateur peut analyser toutes les caractéristiques de chaque composant du système.

L'interface graphique d’OpenModelica se compose de plusieurs fenêtres :

une fenêtre pour l’interface graphique utilisateur / logiciel pour la modélisation par glisser-déposer
à gauche, la base de données composants (électrique, mécanique, thermique, hydraulique...)
à droite, la fenêtre courbe résultat
en haut, pour lancer les simulations

Étude d’un système électro mécanique : un moto-réducteur alimenté en courant continu

Modélisation

Le système est schématisé par les différents composants listés ci-dessous :

une alimentation continue
- une source de tension continue : U = 6 V

le moto-réducteur est modélisée par ses différents composants

un bobinage, modélisé par
- une résistance : R = 4 Ω
- une inductance : L = 10⁻³ H
une Machine Électro Mécanique qui transforme l’énergie électrique en énergie mécanique

Cette machine EM est modélisée par

une masse modélisée par son inertie en rotation : J = 10⁻⁶ kg m²
un coefficient : k EMF = 0,006 8 N m/A
un couple résistant constant lié au moteur

Ce couple résistant constant lié au moteur est modélisée par

un couple résistant : k Torque = -0,001 N m
un bloc source qui agit de manière constante sur le couple résistant

Le réducteur est modélisé par un réducteur avec rendement dont les caractéristiques sont

un rapport de réduction : R = 1/19
un rendement : Ƞ = 0,9

Simulation

La simulation doit être lancée en mentionnant la durée souhaitée.

Résultat

L'utilisateur peut analyser et faire afficher toutes les caractéristiques de chaque composant du système.

Dans cet exemple, seules 2 courbes sont représentées :

la courbe de l’intensité fonction du temps, mesurée aux bornes de la résistance [i = f(t)],
la courbe de la vitesse de rotation au cours du temps, mesurée via l’inertie de la masse [w = f(t)].

w = f(t)
i = f(t)

Étude d'une régulation de pression d'air avec bibliothèque custom

Procédé et schéma structurel

Séparateur Eau/Huile
Schéma acausal de la régulation de pression de ciel gazeux

Il s'agit de la régulation de pression d'air à deux organes réglants (vannes de régulation) du ciel d'un séparateur biphasique industriel Eau/Huile. Une bibliothèque d'objets conformes à la norme ISA 5.1 des schémas d’instrumentation et régulation (P&ID) a été créé pour se rapprocher au mieux de la réalité industrielle.

La pression dans le ciel gazeux (Capacité S1) est augmentée par l'apport d'air contrôlé par la vanne FV75 et diminué par la vanne FV78. Un régulateur PID PRC63 permet de fixer la pression à la valeur désirée quelles que soient les variations de volume du ciel gazeux dues aux variations de niveaux de fluides eau et huile.