Creare un modello base

Apertura della libreria

Per caricare una volta la libreriaPer caricare automaticamente la libreria ad ogni apertura del software

• File → Load Encrypted Library, quindi seleziona il file SFPLibDyn.mol.

• Strumenti → Opzioni, apri la tab Librerie
• in User libraries loaded automatically on startup cliccare su Aggiungi indicando la posizione del file SFPLibDyn.mol.

Con un corretto caricamento la libreria comparirà nell'elemento delle librerie disponibili.

Controlla di avere anche Modelica

Assicurati di avere la libreria Modelica caricata di defalut, necessaria per utilizzare alcune funzioni della nostra libreria.

Creazione di un nuovo Modello

Per poter iniziare ad utilizzare la libreria SFPLibDyn iniziamo aprendo un nuovo file:

• Clicca sull'icona oppure clicca File → Nuova Classe Modelica
• Completa il campo Nome col nome del file che stai generando e assicurati di avere selezionato la Specializzazione Model
• Dopo aver premuto il tasto OK il nuovo file compare nella lista di risorse della finestra Libraries

Aprire un file Modelica

Apertura di un file Modelica esistente

È possibile aprire un file Modelica utilizzando uno dei seguenti metodi:

• Selezionare File > Open Model/Library File(s) dal menu.
• Fare clic sul pulsante Open Model/Library File(s) nella barra degli strumenti.
• Fare clic sul pulsante Open Model/Library File(s) disponibile nell’angolo in basso a destra della Welcome Perspective.
• Premere Ctrl+O.

Costruzione del modello

Col nuovo file aperto, assicurati di essere nella schermata Diagramma. In questa vista è possibile creare il circuito che si vuole testare.

Espandendo la libreria SFPLibDyn dall'albero delle librerie è possibile trascinare i modelli presenti al suo interno per rilasciarli nel Diagramma. È qui che possiamo costruire il circuito idraulico.

Ad ogni rilascio viene viene creato un Oggetto sulle informazioni del Modello rilasciato. Una finestra richiederà quale nome si vuole assegnare all'Oggetto. Tale nome deve essere univoco per tutti gli elementi del diagramma.

Creazione delle connessioni

Per collegare un modello di componente a un altro, l’utente deve prima attivare la modalità di connessione dalla barra degli strumenti.

• Spostare il mouse sopra il connettore: il cursore cambierà da freccia a croce.
• Per iniziare la connessione, premere il tasto sinistro del mouse e muovere il cursore mantenendo il pulsante premuto.
• Rilasciare il tasto sinistro.
• Spostarsi verso il connettore di destinazione e fare clic quando il cursore cambia nuovamente in croce.

Cerchiamo ora di riprodurre questo circuito base. I modelli della libreria che compongono questo esempio sono:

• il modello di personalizzazione del fluido: SFPLibDyn > Properties > Hydraulic > FluidProp
• un segnale rampa: SFPLibDyn > Signals > Sources > Ramp
• una sorgente di pressione: SFPLibDyn > Hydraulic > Sources > FlowrateSource
• un volume: SFPLibDyn > Volumes > Volume2p
• una strozzatura: SFPLibDyn > Orifices > Orifice
• un serbatoio di scarico: SFPLibDyn > Sources > Tank

FluidPorp

Questo modello deve mantenere il suo nome originale e non deve mai essere rinominato. (1)

1. di conseguenza non può esistere più di un Oggetto dello stesso tipo.

Il modello ramp fornisce un segnale adimensionale di quanta portata vogliamo generare nel circuito, trasmettendolo a Q che lo trasforma in una quantità fisica di portata volumetrica (L/min). Il fluido è generato in una camera che ha uno sfogo ferso una strozzatura connessa a scarico. (Per maggiori informazioni su struttura e convenzioni della libreria Idraulica consultare la sezione apposita)

Costruita la struttura dello schema, ora è possibile parametrizzare i singoli elementi per assegnare le quantità desiderate.

Parametrizzazione

Nel modello ci interessa impostare:

• una rampa di portata da 0 a 30 L/min in 5 s
• un diametro di 5 mm alla strozzatura
• avere un volume di 10 cm³, sufficientemente piccolo da non avere effetti di compribilità evidenti nel sistema
• un serbatoio a pressione atmosferica per raccogliere il fluido scaricato

Con un doppio clic sui singoli Oggetti si apre una finestra che permette di personalizzare ciascun elemento del circuito coi valori desiderati.

I parametri da impostare sono:

• Modello ramp: è sufficiente impostare slope come da immagine (1). È importante sottolineare che in questo caso l'unità di misura è fissa in s^-1. Controlleremo nel prossimo modello che il segnale venga convertito in L/min.

  1. come vedete è possibile inserire equazioni semplici.

     Unità di misura

     In generale, inserendo un'equazione come parametro cambia automaticamente l'unità di misura in unità ISO.

• Modello Q: il paramero scale rappresenta il fattore di scala da applicare al segnale in ingresso per ottenere la portata volumetrica uscente espressa in m³/s (la finestra dei parametri riporta la descrizione di ciascun parametro. Se la descrizione non è esaustiva, consultare la documentazione ufficiale del componente(1)). Il valore di default 1/60000 corrisponde a trasformare i L/min in m³/s, quindi non sono necessarie modifiche.

  1. Per aprire la documentazione di uno specifico componente già inserito in uno schema: tasto destro sul componente > Open Class e aprire la finestra Documentation

• Modello vol: per impostare la capacità del volume modificare la voce vol_0. In questo caso attenzione all'unità di misura. Dal momento che vogliamo iniziare da una condizione iniziale di circuito scarico è necessario impostare anche pressure.start = 0, altrimenti il volume inizierà la simulazione partendo da 1 bar relativo di pressione.

• Modello ORIF: per impostare il diametro della strozzatura aprire la Tab Diameter e modificare la voce diam.
• Modello tank: anche questo modello non ha bisogno di modifiche, dal momento che di default è già impostato per essere a pressione atmosferica (zero relativo).

Scarica il modello costruito finora.

Con il modello impostato è possibile passare alla simulazione.

Simulazione

Cliccando su Simulation Setup (vedi il Capitolo Simulazione) è possibile impostare i parametri di simulazione.

Nel nostro esempio è sufficiente impostare il valore di Stop Time = 5 s. Data la semplicità dell'esercizio non abbiamo necessità di moficicare il passo d'integrazione o la tolleranza dell'integrazione.

Lasciando flaggata la voce a pié pagina Simula, una volta dato l'OK alla finestra la simulazione partirà in automatico, altrimenti chiccare sul pulsante Simula.

In caso di errore

Per risolvere eventuali errori in fase di compilazione è necessario leggere gli output della Messages Browser. I più comuni possono essere:

1. Too few equations, under-determined system. The model has X equation(s) and Y variable(s).

   Controlla il Diagramma e verifica di non avere collegamenti aperti. Se tutto ti sembra collegato correttamente, verifica di non avere oggetti sovrapposti (errore comune usando Ctrl+C e Ctrl+V)

2. INVALID LICENCE

   Controlla la sezione degli errori di licenza nelle FAQ.

Se sono stati seguiti correttamente i passaggi precedenti, superate le fasi di compilazione e simulazione, si apre automaticamente la sezione Grafici.

Plotting dei risultati

Nella Finestra Variabili possiamo navigare attraverso tutte le variabili che i componenti mettono a disposizione. Quelle di nostro interesse sono:

• ORIF.q_flow che rappresenta la portata volumetrica che attraversa lo strozzatore, corrispondente al valore di rampa impostata
• ORIF.p_drop che rappresenta la caduta di pressione sullo strozzatore

Per aprire più grafici in parallelo utilizzare il primo pulsante Nuova finestra Plot della barra dedicata .

Con il secondo pulsante New Parametric Plot Window è possibile impostare un plot parametrico: mantenendo premuto il pulsante Shift e selezionando ORIF.q_flow si posiziona sull'asse delle ascisse il valore di portata volumetrica, rilasciando Shift e selezionando ORIF.p_drop si visualizza il grafico della perdita di pressione dello strozzatore in funzione della portata volumetrica entrante.