OpenModelica Simulation Development

Modelica, OpenModelica, Modellierung, Initialisierung und Simulation, dynamische Systeme, Differentialalgebraische Gleichungssysteme (DAEs), ereignisbasierte Systemsimulation

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Projektbeteiligung
Linköping University

Laufzeit
01.09.2012 - 31.03.2025

Kurzbeschreibung

Hauptziel des Projekts ist die Unterstützung des Modelica-Sprachstandards sowie die vollständige und effiziente Initialisierung und Simulation der Modelica-Standard-Bibliothek mit dem Open-Source-Simulationstool OpenModelica.

Modelica ist eine freiverfügbare Sprache, die die Modellierung von komplexen, hybriden, dynamischen Systemen auf der textuellen Ebene durch diskrete, differential-algebraische Gleichungen ermöglicht und mit Hilfe von Schaubildern auf grafischer Ebene visualisiert. Die Modelica Association entwickelt den Sprachstandard weiter und verbreitet diesen seit 1996. Modelica wird hauptsächlich zur Modellierung und Simulation von physikalischen und technischen Systemen, wie z.B. Mehrkörper-Systeme, Elektroenergienetzwerke und thermodynamische Prozesse, genutzt. Dies dokumentieren zahlreiche Veröffentlichungen in Zeitschriften und Tagungsbänden der Modelica-Konferenzen (siehe www.modelica.org). Die Entwicklung der Sprache und der Bibliotheken dauert an und wird unter anderem durch die EU-Projekte OPENPROD, MODRIO, EMBRACE, an denen auch die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Bachmann beteiligt ist, vorangetrieben.

Für die Modellierung, die hybride Simulation und die Animation der Modelica-Modelle wird eine geeignete Modelica-Umgebung benötigt. Zahlreiche Modelica-Tools wurden bereits entwickelt, eine vollständige Liste kann auf der Modelica-Homepage (www.modelica.org) gefunden werden. Das Modelica-Simulationstool OpenModelica ist darunter das einzige freiverfügbare Open Source Tool. Die Leistungsfähigkeit von OpenModelica konnte in den letzten Jahren immer weiter gesteigert werden, so dass inzwischen anspruchsvolle, industrierelevante Problemstellungen gelöst werden können.

Damit die Initialisierung und ereignisbasierte hybride Simulation von Modelica-Modellen effizient ablaufen, werden im Rahmen des OpenModelica Development Projekts symbolische und numerische Verfahren an der FH Bielefeld entwickelt und im Simulationstool OpenModelica realisiert. Für die immer größer und komplexer werdenden Modelica-Modelle müssen dabei bestehende mathematische Verfahren weiterentwickelt und erforscht werden, z.B. sogenannte Tearing-Verfahren zur Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme, hybride Lösungsmethoden für gemischt diskret-kontinuierliche Gleichungen, effiziente Ereignisbehandlung und dynamische Zustandswahl, aber auch die Generierung von effizientem Simulationscode ist Gegenstand des Projekts.