Modelica Fluid ライブラリ解説資料

2017年12月7日に行われたオープンCAEシンポジウム2017 の講習会で使用した、Modelica.Media と Modelica.Fluid に関する解説資料です。誤字脱字等を加筆修正しています。

本資料の著作権はオープンCAE学会にあり、ライセンスは CC BY-NC です。

OpemModelica 講習中級 Modelica.Fluidライブラリ解説

Modelicaのライブラリを構成するクラスの概念と、特徴的な使用方法について簡単な例題で解説します。

内容

• ClassExample1 簡単なシミュレーションモデルを作ってみる
• ClassExample2 record を使って変数をグループ化する
• ClassExample3 block を使ってモデル化する
• ClassExample4 connector 付き model を使ってモデル化する
• ClassExample5 クラスを継承してみる
• ClassExample6 ローカルクラスを作ってみる
• ClassExample7 交換可能なローカルクラスを作ってみる
• ClassExample8 Modelica.Media を使って空気の物性値を調べる
• ClassExample9 Modelica.Media を使って室温の変化を調べる

Modelica.Media ライブラリには、Modelica.Fluid ライブラリで使用する流体の物性パッケージが含まれています。Modelica.Mediaライブラリの構造と物性パッケージの構成について解説します。

内容

• Modelica.Media ライブラリの構成
• MediaExample1 水を温めて水蒸気にする (等圧過程)
• MediaExample2 水を断熱圧縮する。水蒸気を断熱膨張させる。 (等エントロピ過程) 

Modelica.Fluid ライブラリの FluidPort、volumeモデル、flowモデルなどについて、例題を用いて説明します。

内容

• FluidExample1 FluidPort
  • WaterMix1 熱湯と冷水を混ぜる
  • TraceSubstanceMix1 塩素濃度の異なる水を混ぜる
  • GasMix1 メタンガスと空気を混ぜる
• FluidExample2 volume モデル
  • HotRoom1 部屋の冷たい空気を温かい空気に入れ替える
  • HotRoom2 部屋を2つに分割する
  • WaterVolume1 容器の冷水と熱湯を入れ替える
  • WaterVolume2 容器出入り口の圧力損失を考慮する
• FlowExample3 flow モデル
  • StaticPipeTest1 flow モデルと volume モデルを配置する
  • StaticPIpeTest2 flow モデルを直接つなぐ
• FluidExample4 DynamicPipe
  • WaterExchange1〜4 冷水の入ったパイプに熱湯を流し込む
• FluidExample5 VesselPortsData
  • WaterTank 水の入ったタンクにお湯を注ぎ込む
• FluidExample6 HeatTransfer モデル
  • WaterHeating パイプを加熱してタンク内の水を温める
• Modelica.Fluid.Examples.IncompressibleFluidNetwork
  • 非圧縮性流体のネットワークモデル

付録 (パイプの圧損と質量流量、PartialVessel の圧力計算式)

内容

• 付録1. パイプの圧力損失と質量流量
  1. 概要
  2. 計算方法を場合分けするパラメータ
  3. ホモトピー法とホモトピーオペレータ
  4. WallFriction.Detailed
     • • massFlowRate_dp
     • • pressureLoss_m_flow
• 付録２. PartialLumpedVesselの圧力計算式 2017/12/07 16
  1. 一般的な圧力損失係数と圧力流量関係式
  2. 液位がポートの高さと近い場合の補正 penetration の効果
  3. 流量が小さい場合の regularization (流れの適正化)
  4. ホモトピー法による非線形方程式の計算

例題のソースコードを含む資料は、以下の３つのファイルをダウンロードしてください。