OpenModelica Simulation Development Project

Prof. Dr. Bernhard Bachmann, Dipl.-Math. (FH) W. Braun, Lennart Ochel, M.Sc.

• Vollständige und effiziente Simulation der Modelica-Standard-Bibliothek Unterstützung des neuesten Modelica Sprachstandards
• Ereignisbasierte hybride Simulation mit Hilfe der „Synchronous“ Modelica-Sprachdefinition
• Entwicklung mathematischer Verfahren zur effizienten Initialisierung und Simulation von Mehrkörper-Systemen und thermodynamischen Prozessen
• Implementierung effizienter symbolischer Transformationsmethoden sowie verbesserter numerischer Routinen
• Numerische Methoden zur Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
• Lösungsmethoden für gemischte diskret-kontinuierliche Systeme

Das OpenModelica-Simulationsprojekt wird im Rahmen eines Forschungsverbunds zusammen mit internationalen Universitäten und Industrieunternehmen aus dem Open Source Modelica Consortium durchgeführt.

Im Vordergrund steht die vollständige und effiziente Simulation der Modelica-Standard-Bibliothek und die Unterstützung des neuen Modelica Sprachstandards insbesondere die ereignisbasierte hybride Simulation mit Hilfe der „Synchronous“ Modelica-Sprachdefinition. Dazu werden unter anderem mathematische Verfahren zur effizienten Initialisierung und Simulation von Mehrkörper-Systemen und thermodynamischen Prozessen, die mit der Modellierungssprache Modelica abgebildet werden, im Simulationstool OpenModelica realisiert.

Die Leistungsfähigkeit der OpenModelica Simulationsumgebung konnte in den letzten Jahren immer weiter gesteigert werden, so dass inzwischen anspruchsvolle, industrierelevante Problemstellungen gelöst werden können. Trotzdem werden in einigen physikalischen Teildisziplinen effizientere symbolische Transformationsmethoden sowie verbesserte numerische Routinen benötigt. Vielversprechend scheinen z.B. sogenannte Tearing-Verfahren, wobei die genaue Durchführung dieser Verfahren (geeignete Auswahl der Tearing-Variablen, Berechnung der zugehörigen verfahrensspezifischen Matrizen, etc.) noch erforscht werden muss. Des Weiteren müssen die benutzten numerischen Methoden zur Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme verbessert werden. Unter Umständen sind hier auch je nach Anwendungsgebiet hybride Verfahren notwendig. Aufgrund der oft auftretenden gemischt diskret-kontinuierlichen Systeme, deren Lösungsmethoden bisher noch nicht endgültig untersucht sind, entstehen anspruchsvolle Forschungsaufgaben.