Simscape Fluids

Modellare e simulare sistemi fluidodinamici

 

Simscape Fluids™ (precedentemente SimHydraulics®) fornisce librerie di componenti per la modellazione e la simulazione di sistemi fluidodinamici. Comprende modelli di pompe idrauliche, valvole, attuatori, tubazioni e scambiatori di calore. Sarà possibile utilizzare questi componenti per sviluppare sistemi fluidodinamici come pale caricatrici, servosterzo e sistemi di attuazione per carrelli di atterraggio. Simscape Fluids consente anche di sviluppare sistemi di raffreddamento per motori, di lubrificazione per riduttori e di alimentazione del combustibile. Sarà possibile integrare impianti meccanici, elettrici, termici e altri sistemi fisici nel proprio modello usando componenti della famiglia di prodotti Simscape™.

Simscape Fluids consente di sviluppare sistemi di controllo e di testare le prestazioni a livello di sistema. Sarà possibile creare modelli di componenti personalizzati con il linguaggio Simscape basato su MATLAB®, in grado di eseguire l’authoring su testo di componenti di modellazione fisica, domini e librerie. Sarà possibile parametrizzare i propri modelli usando variabili ed espressioni MATLAB, oltre a poter progettare sistemi di controllo per il proprio sistema idraulico in Simulink®. Simscape Fluids supporta la generazione di codice C per distribuire i modelli in altri ambienti di simulazione, tra cui i sistemi hardware-in-the-loop (HIL).

Per iniziare:

Potenza fluida

Modella sistemi di attuazione per le apparecchiature per l’edilizia, i macchinari di produzione, il settore automobilistico e per applicazioni aerospaziali.

Modellare sistemi fluidodinamici personalizzati

Assembla rapidamente dei modelli di sistemi di attuazione idraulici e pneumatici e confronta le prestazioni con i requisiti di sistema. Crea modelli personalizzati di valvole, pompe e motori. Aggiungi effetti non lineari oppure semplifica i modelli per simulazioni in tempo reale.

Sistema di attuazione controllato da due valvole direzionali a centro aperto, 5 vie e 3 posizioni.

Valutare gli effetti termici

Integra il comportamento dei fluidi dipendenti dalla pressione e dalla temperatura. Collega gli impianti idraulici o pneumatici a una rete termica per modellare il trasferimento del calore tra i componenti e l’ambiente. Valuta l’effetto che la temperatura ha sul componente e sulle prestazioni a livello di sistema.

Attuatore a doppia azione modellato come un cilindro differenziale.

Progettare algoritmi di controllo

Modella la logica negli impianti idraulici e pneumatici per controllare pompe e valvole. Usa tecniche di regolazione del controllo automatico per ottimizzare le prestazioni dei sistemi di attuazione ad anello chiuso. Individua i guadagni dei controller che concorrono al raggiungimento degli obiettivi in termini di solidità e tempi di risposta.

Modello di strumento ad azionamento idraulico che esegue operazioni di perforazione grossolana, fine e di alesaggio.

Riscaldamento e raffreddamento

Modella dei sistemi di gestione termica per batterie, veicoli, edifici e altre applicazioni industriali.

Valutare l’architettura di sistema

Assembla rapidamente degli scambiatori di calore, evaporatori e pompe per modellare sistemi di gestione termica personalizzati. Integra la logica di controllo e confronta le prestazioni simulate con i requisiti di sistema. Automatizza i test in condizioni di funzionamento normali e anomale, includendo temperature estreme e guasti ai componenti.

Modello di pacchi batterie e di dissipatore con canali per il liquido di raffreddamento.

Dimensionare i componenti

Modifica le dimensioni di tubi, pompe e scambiatori di calore mentre si valuta la prestazione a livello di sistema. Mappa i requisiti a livello di sistema sui componenti e definisci le perdite di carico e i consumi energetici. Individua il set ottimale di componenti per massimizzare l’efficienza energetica.

Modello di ciclo frigorifero a compressione di vapore in cui la porzione ad alta pressione del ciclo opera nella regione di fluido supercritico.

Progettare algoritmi di controllo

Modella la logica dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento in grado di selezionare la modalità di funzionamento. Usa tecniche di regolazione del controllo automatico per massimizzare l’efficienza energetica. Individua i guadagni dei controller che concorrono al raggiungimento degli obiettivi in termini di solidità e tempi di risposta.

Modello di sistema HVAC di un veicolo con componenti di ventilazione, evaporazione, riscaldamento e conduzione.

Trasporto dei fluidi

Modella il trasporto dei fluidi all’interno dei serbatoi del combustile degli aeromobili, delle reti di approvvigionamento dell’acqua, dei sistemi di lubrificazione macchinari e di altri sistemi industriali.

Valutare l’architettura del sistema

Assembla rapidamente tubi, pompe e serbatoi per creare sistemi di trasporto dei fluidi. Integra la logica di controllo e confronta le prestazioni simulate con i requisiti di sistema. Automatizza i test in condizioni di funzionamento previste, nonché con portate estreme, pressioni estreme e in scenari di guasto ai componenti.

Modello di serbatoio del combustibile di un aeromobile con stazione di pompaggio.

Dimensionare i componenti

Modifica le dimensioni di pompe, serbatoi e tubi mentre si verifica la prestazione a livello di sistema. Mappa i requisiti a livello di sistema sui componenti e definisci le perdite di carico e i consumi energetici. Individua il set ottimale di componenti per massimizzare l’efficienza energetica.

Modello di sistema di approvvigionamento dell’acqua con più stazioni di pompaggio.

Progettare algoritmi di controllo

Modella la logica per i sistemi fluidodinamici in grado di selezionare le pompe e le valvole da attivare. Implementa tecniche di regolazione del controllo automatico alle portate e ai livelli di riempimento per soddisfare i requisiti di sistema. Individua i guadagni dei controller che concorrono al raggiungimento degli obiettivi in termini di solidità e tempi di risposta.

Modello di circuito di raffreddamento azionato a pompa, in cui la temperatura del sistema viene regolata dal termostato.

Manutenzione predittiva

Minimizza le perdite, i tempi di fermo delle attrezzature e i costi creando algoritmi in grado di prevedere i guasti dei componenti.

Creare progetti solidi

Specifica i criteri di guasto dei componenti, incluse le condizioni che variano in base al tempo, alla pressione o alla temperatura. Modella i guasti ai componenti, come le guarnizioni non stagne o gli orifizi bloccati. Configura automaticamente i modelli per convalidare in modo efficace i progetti rispetto alle condizioni di guasto.

Modello di pompa triplex alternativa con perdita, bloccaggio e guasto ai cuscinetti.

Addestrare algoritmi di Machine Learning

Genera dati di training per addestrare algoritmi di manutenzione predittiva. Convalida gli algoritmi mediante l’esecuzione di test virtuali in scenari rari e più diffusi. Riduci i tempi di fermo e i costi delle attrezzature garantendo che la manutenzione venga eseguita a intervalli corretti.

Modello di pompa a pistoni assiali con cinque pistoni.

Minimizzare le perdite di potenza

Calcola la potenza assorbita dai componenti idraulici e pneumatici. Verifica che i componenti funzionino entro i loro limiti di sicurezza. Simula automaticamente eventi specifici e serie di scenari di prova, quindi esegui la post-elaborazione dei risultati in MATLAB.

Modello di sistema di turbina a vapore basato sul ciclo di Rankine.

Test virtuali

Verifica il comportamento del sistema in condizioni non facilmente testabili con prototipi hardware

Testare più scenari

Usa MATLAB per configurare automaticamente il tuo modello da testare selezionando le varianti, impostando le condizioni ambientali e preparando la progettazione di esperimenti. Esegui serie di test o scansioni parametriche in parallelo su una workstation multi-core o un cluster.

Modello di sistema di attuazione per lo stampaggio a iniezione.

Prevedere il comportamento del proprio sistema in modo accurato

Importa le proprietà dei fluidi da database e includi gli effetti fisici come la condensazione e l’evaporazione. Regola automaticamente i parametri rispetto ai dati misurati. Controlla automaticamente i gradini e le tolleranze in Simulink per garantire risultati precisi.

Modello di trasmissione idrostatica con pompa a cilindrata variabile e motore idraulico a cilindrata fissa.

Automatizzare le analisi

Testa i progetti in scenari diversi per valutare l’efficienza del sistema. Calcola le FFT per analizzare le oscillazioni di pressione nella tua progettazione. Usa MATLAB per automatizzare le simulazioni ed eseguire la post-elaborazione dei risultati.

Modello di sistema di lubrificazione alimentato da una pompa centrifuga.

Distribuzione dei modelli

Usa modelli per l’intero processo di sviluppo, inclusi i test dei controller embedded

Testare senza prototipi hardware

Converti il tuo modello Simscape Fluids in codice C per testare gli algoritmi di controllo embedded mediante test hardware-in-the-loop su dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT e altri sistemi in tempo reale. Esegui il commissioning virtuale configurando i test con un gemello digitale del tuo sistema di produzione.

Modello di motore sincrono a magneti permanenti raffreddato a liquido in cui si usa la modellazione basata sull’energia per evitare lo switching ad alta frequenza e rendere il modello adatto alla simulazione HIL.

Velocizzare l’ottimizzazione

Converti il tuo modello Simscape Fluids in codice C per accelerare le singole simulazioni. Esegui test in parallelo distribuendo le simulazioni su più core di una stessa macchina, su più macchine in un cluster di computer o nel cloud.

Modello di cilindro idraulico con componenti snubber (ammortizzatore) personalizzati su entrambi i lati del cilindro.

Collaborare con altri team

Regola e simula modelli che includono le funzionalità e i componenti avanzati dell’intera famiglia di prodotti Simscape senza dover acquistare una licenza per ogni prodotto aggiuntivo Simscape. Condividi i modelli protetti con team esterni evitando di rivelare la tua proprietà intellettuale.

Modello di una pompa di iniezione per un sistema di iniezione del motore Diesel.

Piattaforma Simscape

Esegui i test in un unico ambiente di simulazione per individuare problemi di integrazione.

Modellare l’intero sistema

Testa l’integrazione degli impianti elettrici, magnetici, termici, meccanici, idraulici, pneumatici e di altri sistemi in un unico ambiente. Individua subito i problemi di integrazione e ottimizza le prestazioni a livello di sistema.

Personalizzare i modelli in base alle proprie esigenze

Usando il linguaggio Simscape basato su MATLAB, definisci componenti personalizzati che acquisiscono solo la giusta quantità di dettagli per le analisi che desideri eseguire. Aumenta la tua efficienza creando gruppi parametrizzati riutilizzabili con interfacce modulari.

Unità di potenza ausiliaria (APU) per turbina a gas modellata sulla base del ciclo di Brayton.

Collaborare tra team di progettazione

Consenti ai programmatori software e ai progettisti hardware di collaborare fin dalle prime fasi del processo di progettazione, grazie a specifiche eseguibili dell’intero sistema. Usa la simulazione per esplorare l’intero spazio di progettazione.

Modello di sistema di controllo ambientale (ECS) di aeromobili per la regolazione di pressione, temperatura, umidità e ozono con l’obiettivo di mantenere un ambiente in cabina sicuro e confortevole.

MATLAB e Simulink

Ottimizza i progetti più velocemente automatizzando le attività eseguite sull’intero modello del sistema.

Automatizzare tutte le attività con MATLAB

Usa MATLAB per automatizzare qualsiasi attività, come l’assemblaggio del modello, la parametrizzazione, i test, l’acquisizione dei dati e la post-elaborazione. Crea app per le attività più diffuse in modo da aumentare l’efficienza della tua intera azienda di progettazione.

Grafico delle oscillazioni di pressione in una tubazione lunga in cui vengono modellati gli effetti dell’inerzia e la compressibilità dinamica.

Ottimizzare i progetti di sistema

Usa Simulink per integrare gli algoritmi di controllo, la progettazione hardware e l’elaborazione dei segnali in un unico ambiente. Applica gli algoritmi di ottimizzazione per trovare la progettazione complessiva migliore per il proprio sistema.

Modello di circuito di ventilazione in un edificio.

Ridurre i cicli di sviluppo

Riduci il numero di iterazioni progettuali usando gli strumenti di verifica e convalida per garantire che i requisiti siano completi e coerenti. Assicurati che i requisiti a livello di sistema vengano soddisfatti verificandoli continuamente per tutto il ciclo di sviluppo.

Modello di sistema di ventilazione meccanica a pressione positiva.

Funzionalità recenti

Libreria di liquidi isotermici

Modellazione di sistemi fluidodinamici utilizzando equazioni basate sulla massa a temperatura costante

Pre-impostazione del blocco Proprietà Liquidi Termici (TL)

Modellazione di reti di liquido termico con olio motore SAE 5W-30

Blocco condensatore evaporatore (2P-MA)

Modellazione dello scambio di calore tra le reti Moist Air e Two-Phase Fluid

Varianti E-NTU di blocchi di scambiatori di calore per gas

Modellazione dello scambio di calore nelle reti del gas utilizzando il metodo efficacia-NTU

Dinamica termica delle pareti nei blocchi di scambiatori di calore

Acquisizione dei transienti termici causati dalla massa termica della parete dello scambiatore di calore

Blocco 3-Zone Pipe (2P)

Modellazione di tubazioni contenenti liquido, vapore e miscela di liquido e vapore

Consulta le note di rilascio per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle funzioni corrispondenti.