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Modelica Anwendungen| 27.03.2012 | Ana Constantin | Integrale Planung und Simulation in Bauphysik und Gebäudetechnik
Modelica Anwendungen
Wer bin ich?
Dipl.-Wirt.-Ing. Ana Constantin
RWTH Aachen
Begeisterte Dymola / Modelica Benutzerin / Entwicklerin
Seit Sept. 2010 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik von Univ.-Prof. Dr.-Ing Dirk Müller
E.ON Energy Reseach Center
Kompetenzen Gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation Co-Simulation: Dymola – MATLAB, Software-in-the-Loop
Kontakt:
aconstantin@eonerc.rwth-aachen.de
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Agenda
Modelica
Dymola
Gekoppelte Anlagen- und Gebäudesimulation
Wie wird mit Dymola / Modelica gearbeitet
Vorführung: ein Raummodell aufbauen
Vorführung: ein Hausmodell aufbauen
Vorführung: eine Simulation durchführen
Co-Simulation Dymola – MATLAB, SiL
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Eigenschaften von Modelica
Objektorientiert: Wiederverwendbarkeit, Vererbung von Eigenschaften, Aggregation von Modellen
„Lehrbuch-Gleichungen“ zur Modellierung von Systemen aus Ingenieurperspektive
Akausale Modellierung (Richtungsunabhängig)
Geeignet für Hybride Systeme (Kopplung elektrischer, mechanischer, hydraulischer Systeme)
Modelica Association – Modelica Standard Library ist Open Source
http://www.modelica.org
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Eigenschaften von Dymola
Kommerzielle Entwicklungsumgebung für Simulationssprache Modelica
Verarbeitung von komplexen hybriden Modellen
Grafische Modellerstellung und Auswertung möglich
Symbolische Optimierung der Gleichungssysteme
Einbinden externer Bibliotheken (C, FORTRAN)
http://www.dynasim.se
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Gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation
Akausale Verknüpfung von Raum, Anlage und Regelung
Einfluss der Wetter- und Nutzungsbedingungen auf Raum, Anlage und Regelung
Simulation von thermodynamischen und hydraulischen Vorgängen in den Anlagenmodellen
Nutzer
Gebäude Anlage
Wetter Regelung
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Struktur unserer Bibliotheken
BaseLib
Interfaces
Heat transfer
Sources
…
BuildingHVAC DataBase
Components
Examples
Components
Examples
Boiler
Pipes
Radiators
…
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Aufbau Arbeitsplatz - Modellierung
1. Modellierung
2. Simulation
3. Paketübersicht
4. Komponenten
5. Modelldarstellung
6. Werkzeugleiste
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Aufbau Arbeitsplatz - Simulation
1. Setup Simulation
2. Simulation ausführen
3. Variablen Browser
4. Plot-Fenster
5. Log-Fenster
6. Kommandozeile
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Einfaches Modell
class Load "Heat load"extends BaseLib.Interfaces.OneTherm;parameter Modelica.SIunits.Density rho=1600;parameter Modelica.SIunits.SpecificHeatCapacity c=1000;parameter Modelica.SIunits.Thickness d=0.2;parameter Modelica.SIunits.Area A=16;Modelica.SIunits.Mass m;
equationm = rho*A*d;der(T) = 1/m/c*Therm1.Q_flow;
end Load;
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1 Ein-/Ausgang
Parameter
interne Variable
algebraische Gleichung
Differentialgleichung
Vorführung: Ein Raummodell aufbauen
Eine Wand aufbauen
Wände im Raum positionieren und parametrieren
Fenster, Tür, Luftknoten, Lüftung
Verbindungen im Raum
Konnektoren zu anderen Modellen
Dokumentation
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Vorführung: ein Hausmodell aufbauen
Hydraulisches Netz vorstellen
Verbindung von mehreren Räumen
Das Hausmodell
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Vorführung: eine Simulation starten
Wettermodell
Nutzerprofile
Wärmeerzeuger, Pumpe
Simulationsparameter setzen
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Simulation Hausmodelle
Simulationszeit: Heizperiode (9 Monate): zwischen 0,5 – 4 Tage Hängt von der Regelstrategie ab:
• Pumpe• Wärmeerzeuger
Hängt von den Lüftungsprofilen ab Hängt von der Dymola Version ab
• Dymola 7.4• Dymola 2012
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Co-Simulation: Dymola - MATLAB
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PEBBLE: Positive Energy Buildings thru Better controL dEcisions
Co-Simulation – Software in the Loop
Controller(Software auf
Antrieb)
Raummodell(Simulation)
Stellparameter:• Ventilhub• Ventilatorleistung• …
Raumdaten:• Raumlufttemperatur• CO2-Gehalt• Raumsolltemperatur• …
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Zusammenfassung
Modelica ist eine objektorientierte, gleichungsbasierte Programmiersprache
Dymola ist eine Simulationsumgebung für Modelica
Modelica 3.2 mit Dymola 2012
Dynamische Simulation
Modelica Standard Bibliothek – Open Source
Sehr einfach neue Modelle zu erstellen
Kurze Einarbeitungszeit
Simulation komplexer Systeme möglich
Macht Spaß!
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