Русская Википедия:Amesim
Amesim — коммерческое программное обеспечение для моделирования и анализа процессов в многодисциплинарных системах. Оно является составной частью системного инжиниринга в области создания мехатронных систем. Программный пакет представляет собой набор инструментов, используемых для моделирования, анализа и прогнозирования производительности мехатронных систем. Поведение гидравлических, пневматических, термодинамических, электрических и механических систем описываются с помощью нелинейных нестационарных аналитических уравнений. В отличие от 3D CAE подхода, такой подход дает возможность моделировать поведение систем без наличия подробной CAD геометрии и может быть использован на ранних этапах V-цикла (V-Model) проектирования изделия. Для создания модели поведения системы используется набор библиотек, содержащий предопределенные компоненты из различных областей физики. Для постройки взаимосвязанной модели системы, компоненты библиотек должны быть связаны друг с другом. Для этой цели каждый компонент наделен портом ввода-вывода, содержащим несколько входов и выходов. Причинно-следственная связь обеспечивается соединением входов одного компонента с выходом другого. Библиотеки LMS Amesim написаны на языке С, но также поддерживают свободно распространяемый объектно-ориентированный язык Modelica [1], предназначенный для моделирования сложных физических систем, таких как: механика, электрика, электроника, термодинамика, построенных на компонентах описанных с точки зрения электрической мощности или процессно-ориентированных компонентах. Программное обеспечение работает на большинстве платформ UNIX (в частности под Linux) и на платформах Windows. В июле 2016 года была представлена 15-я версия.
LMS Imagine.Lab AMESim является частью портфолио Simcenter Siemens PLM Software. Он сочетает в себе 1D, 3D моделирование и средства для проведения физических испытаний с возможностью подготовки отчетов и аналитики данных.
Это портфолио предназначено для обеспечения инженеров и аналитиков комплексным решением для разработки сложных продуктов, которые включают в себя интеллектуальные системы, за счет внедрения подхода Предиктивной Инженерной Аналитики. (Predictive Engineering Analytics approach).
История
Платформа LMS Imagine.Lab AMESim была разработана компанией Imagine S.A., которую приобрела компания LMS International в июне 2007 года. В ноябре 2012 года компания LMS International была куплена компанией Siemens AG.
В 1987 году доктором Мишелем Лебреном из Университета Клода Бернара во Франции, была создана программа для ЭВМ для управления сложными динамическими системами, состоящими из взаимодействующих гидравлических сервоприводов, представленных конечно-элементными моделями.
Первый инженерный проект был реализован для морской нефтедобывающей платформы Ekofisk в Северном море. В начале 90-х годов в ассоциации с профессором К.У Ричардсом из Университета Бата в Англии, была выпущена первая коммерческая версия LMS AMESim, для моделирования процессов в гидравлических системах управления. В настоящее время LMS Imagine.lab AMESim используется в автомобильной, аэрокосмической и других отраслях промышленности.
Применяемость
В использовании LMS Imagine.Lab AMESim очень похоже на Simulink, но при этом является многодисциплинарным программным обеспечением, которое позволяет связать между собой различные области физики, такие как: гидравлика, пневматика, механика, электрика, термодинамика, электромеханика). Метод расчета основан на теории графов связей (Bond graph theory). Процесс моделирования системы предполагает последовательность из 4-х шагов:
- Режим эскиза (sketch mode): построение модели из компонентов и их взаимная увязка.
- Режим подмодели (submodel mode): для каждого компонента выбирается закон, по которому будут вычисляться переменные состояния.
- Режим задания параметров (parameter mode): Для каждого компонента задаются начальные параметры.
- Режим расчета (run mode): выполняется расчет и анализ результатов.
При переходе от режима подмодели к режиму задания параметров, выполняется компиляция модели бесплатным компилятором GCC или Visual C++ free Express edition. LMS Imagine.Lab AMESim является кросс-платформенным приложением.
Возможности платформы
- Особенности платформы
- Графический пользовательский интерфейс, интерактивная справка (help), возможность создания суперкомпонентов, постпроцессинг, инструментария для выполнения эксперимента, поддержка метаданных, редактор диаграмм состояния.
- Инструменты для анализа
- Редактор таблиц, графопостроитель, средства анимации, 3D аниматор, воспроизведение результатов расчета, линейный анализ (собственных частот, модальных форм, передаточных функций), индексы активности, расчет энергии и мощности
- Оптимизация, управляемость, выполнение эксперимента (DOE)
- Выполнение эксперимента (редактор параметров), оптимизация(NLPQ и генетический алгоритм), Метод Монте-Карло (случайных чисел, Latin Hypercube, Optimized Latin Hypercube, with uniform or gaussian distribution)
- Решатели и численные методы
- LSODA, DASSL, DASKR, решатель с постоянным шагом интегрирования, дискретное разбиение, параллельный процессинг. LMS AMESim/LMS AMESim совместная симуляция.
- Программные интерфейсы
- Generic co-simulation (используется для совместных расчетов с прочим ПО), functional mock-up interface (export)
- MIL/SIL/HIL и real-Time
- plant/control (Simulink interface, Labview interface), various Real-Time (RT) targets (xPC, dSPACE, Opal-RT, LabVIEW, Etas, …)
- 1D/3D CAE
- Инструмент CAD2AME (встроенный инструмент для чтения CAD геометрии и использование ее в качестве исходных данных для подготовки расчетной модели), совместный расчет с CFD ПО (STAR-CCM+, Fluent, CFX, STAR-CD, Eole..) совместный расчет с MBS моделями с поддержкой импорта/экспорта (LMS Virtual.Lab motion или MSC.Adams)
- Средства разработки
- Пользователь может разрабатывать свои собственные подмодели, основанные на базе стандартных компонентов при помощи инструмента AMECustom, или путем программирования их на языке Си или Фортран с использованием модуля AMESet. Исходный код большинства стандартных подмоделей предоставляет возможность пользователю начать с этой базы, чтобы довести их до заданных ему потребностей.
Физические библиотеки
- Управление
- Библиотеки: signal and control, engine signal generator
- Электрика:
- Библиотеки: electrical basics, electromechanical, electric motors & drives, electrical static conversion, electrochemistery, energy storage, fuel cells, automotive electrics, aircraft electrics
Компоненты: резисторы, индуктивности, ёмкости, трансформаторы, батареи, генераторы, синхронные двигатели, асинхронные двигатели, двигатели постоянного тока, векторное управление (прямое и обратное преобразование Park), rectifiers, инверторы, choppers, gradators, кабели, предохранители, реле, вентиляторы, blowers, лампы, window lift systems, magnetic coils, airgaps, leakages, пьезоэлетрические приводы, …
- Механика
- Библиотеки: 1-D mechanical (linear and rotary), планарная механика, 3-D mechanical, cam and followers, finite-elements import (FEM), powertrain, vehicle dynamics
- Компоненты: masses, springs, dampers, cams, rocker-arms, followers, rack and pinion, screw nut, worm gear, levers, gears, bearings, seals, couplings, clutches, chassis, tires, …
- Жидкости
- Библиотеки: гидравлика, гидравлические компоненты, гидросопротивления, пневматика, пневматические компоненты, газовые смеси, влажный воздух
- Компоненты: баки, ёмкости, отверстия, гидросопротивления, повороты, расширения, сужения, тройники, подшипники, золотники, поршни, диафрагмы, гидравлические/пневматические трубы учитывающие волновые эффекты и гидроудар, гибкие шланги, скорость звука,… базы данных свойств жидкостей и газов
- Термодинамика
- Библиотеки: thermal, thermal-hydraulic, thermal-hydraulic component design, thermal pneumatic, aircraft fuel systems, two-phase flow, air conditioning, cooling system, heat exchanger
- Компоненты: тепловые ёмкости, теплопроводность, конвекция, излучение, теплообменники, радиаторы, конденсаторы, насосы, термостаты, компрессоры
- Двигатели ДВС:
- Библиотеки: IFP drive, IFP engine, IFP exhaust, CFD-1D, IFP C3D
- Компоненты: drivers, gearboxes, crankshaft, camshaft, cylinder, combustion, wall heat exchanges, air path, engine valves, compressors, turbochargers, pipes, injectors, after-treatment, catalyst, …
- Аэрокосмос
- Библиотеки: Aeronautics and Space, Авиационные топливные системы, Rocket Liquid Propulsion, Aircraft Electrics
- Компоненты: профиль полета, модель атмосферы, динамика полета, пропеллеры, реактивные двигатели, модели топливных баков с учетом влияния ускорения, отверстия, лепестковые клапаны, насосы/турбины, ракетные камеры сгорания, сопла…
Состав платформы
Платформа LMS Imagine.Lab Amesim содержит:
- LMS Amesim
- Основной продукт для моделирования и расчета динамических систем
- Amecustom
- Средство настройки моделей для последующей передачи заказчикам
- Шифрование моделей для защиты прав интеллектуальной собственности
- Amerun
- Запуск существующих моделей
- Ameset
- Разработка новых компонентов
- LMS Imagine.Lab Sysdm
- Инструмент управления данными на уровне предприятия
- LMS Imagine.Lab System Synthesis
- Инструмент разработки новых версий архитектур изделия
Образование и Исследования
LMS Imagine.Lab Amesim используется в инженерных школах и университетах, а также принят за основу в различных Исследовательских проектах Европы.
История релизов
| Наименование/Версия | Номер сборки | Дата релиза |
|---|---|---|
| AMESim | ?? | 1995 |
| AMESim 1.0 | v100 | 1996 |
| AMESim 1.5 | v150 | 1997 |
| AMESim 2.0 | v200 | 1998 |
| AMESim 2.5 | v250 | Апрель 1999 |
| AMESim 3.0 | v300 | Июнь 2000 |
| AMESim 3.5 | v350 | Май 2001 |
| AMESim 4.0 | v400 | Март 2002 |
| AMESim 4.1 | v410 | Апрель 2003 |
| AMESim 4.2 | v420 | Март 2002 |
| AMESim 4.3 | v430 | Октябрь 2005 |
| Amesim Rev 7A | v700 | Апрель 2007 |
| Amesim Rev 7B | v710 | Декабрь 2007 |
| Amesim Rev 8A | v800 | Июнь 2008 |
| Amesim Rev 8B | v810 | Декабрь 2008 |
| Amesim Rev 9 | v900 | Ноябрь 2009 |
| Amesim Rev 10 | v1000 | Ноябрь 201 |
| Amesim Rev 11 | v1100 | Ноябрь 2011 |
| Amesim Rev 12 | v1200 | Март 2013 |
| Amesim Rev 13 | v1300 | Декабрь 2013 |
| LMS Imagine.Lab Amesim 14 | v1400 | Февраль 2015 |
| LMS Imagine.Lab Amesim 15.1 | v1501 | Декабрь 2016 |
| LMS Imagine.Lab Amesim 15.2 | v1502 | Май 2017 |
| Simcenter Amesim | 16 | Январь 2018 |
| Simcenter Amesim | 17 | Июль 2018 |
| Simcenter Amesim | 2019.1 | Апрель 2019 |
| Simcenter Amesim | 2019.2 | Октябрь 2019 |
| Simcenter Amesim | 2020.1 | Апрель 2020 |
| Simcenter Amesim | 2020.2 | Октябрь 2020 |
Применение
Amesim применяется в таких отраслях, как авиастроение, ракетно-космическая отрасль, автомобилестроение, машиностроение и других отрастях[1][2][3][4][5][6][7][8][9].
Примечания
