Flux 3Dを使用したプランジャーモデルの連成シミュレーション

Tutorial Level: Advanced プランジャーの3次元Fluxモデルのコイルに供給する電流をヒステリシスで調整するTwin Activateモデルを作成し、これらのモデルの連成シミュレーションを実行します。

重要: Available only with Twin Activate commercial edition.

Fluxとの連成シミュレーションプロセスは、次の4つの基本的なステップで構成されています：

  1. Fluxモデルを作成します（このチュートリアルでは、Fluxモデルは用意されています）。
  2. Twin ActivateでFluxモデルデータを読み込むために必要なFlux連成コンポーネントを生成します。
  3. Twin Activateモデルを作成して、Flux連成コンポーネントを読み込むためのFluxブロックを追加します。
  4. Twin Activateでこれらのモデルの連成シミュレーションを実行します。

このチュートリアルのファイル

TRANSLATING_MOTION_COUPLING.F2STA、TRANSLATING_MOTION_COUPLINGF2STA.FLU、Translating_motion_coupling.scm

チュートリアルで構築するモデルの完成版と、チュートリアルを完了するために必要なすべてのファイルは、次の場所にあります：<installation_directory>/tutorial_models/Flux_plunger。
重要: 連成シミュレーションプロセスでは、FLUXの.FLUファイルと.F2STAファイルを同じ作業ディレクトリに置く必要があります。作業ディレクトリの名前には、Fluxが認識できない空白文字や特殊文字を使用しないでください。

Flux並進運動モデルの概要

このFluxモデルはプランジャーをモデル化しており、時間の関数としてのプランジャー位置を過渡応答により計算します。このプランジャーのコイルには一定の電圧が供給されます。

プランジャーは、主に次の3つのコンポーネントで構成されています：
  • 上側グリップ
  • 下側グリップ
  • コイル

このプランジャーの入力は複合領域のパラメーターで定義されており、以下の各要素で構成されています。

  • コマンド：スイッチの制御
  • I： コイル導体に流れる電流

このプランジャーの出力は、センサー、数式（荷重と結合）、およびパラメーター（位置、速度、加速度）を通じて値を取得するスカラー入出力設定です。

このプランジャーの回路は、電圧源、コイル導体、抵抗器、およびスイッチで構成されています。

図 1. プランジャーの電気回路

Fluxでの連成コンポーネントの生成

Fluxモデルを読み込んで、必要な入力、出力、およびパラメーターを設定した連成コンポーネントを生成します。

  1. Fluxを起動して、作業ディレクトリからTRANSLATING_MOTION_COUPLING.F2STAプロジェクトを開きます。
    モデルが読み込まれて、次の図のように表示されます。
    図 2. プランジャーの分割ビュー
  2. Flux 3Dのツールバーから、Solving > Generate component for Activate couplingを選択します。
  3. ダイアログで、該当のコンポーネントに関する次の情報を入力します：
    • コンポーネントの名前を入力します：TRANSLATION_MOTION_COUPLING。
    • 作業ディレクトリのパスを入力します：<空白文字を使用していない名前>。
    • コンポーネントに対する入力（形状入出力パラメーター）を選択します：COMMAND
    • 出力を選択します：I。

    ダイアログの内容は次の図のようになります：

  4. OKをクリックします。
    連成コンポーネントがTRANSLATING_MOTION_COUPLINGF2STA.FLUという名前で作業ディレクトリに保存されます。

Twin Activateモデルの作成

プランジャーのFluxモデルに供給するためにコイルに流す電流を履歴依存で定義するためのTwin Activateモデルを作成します。

  1. Twin Activateで、新しいモデルを作成して、Translating_motion_coupling.scmとして作業ディレクトリに保存します。
    または、モデル<installation_directory>/tutorial_models/Flux_plunger/Translating_motion_coupling.scmを読み込んで、このセクションのチュートリアルをスキップします。
  2. Paletteブラウザで、Activate > CoSimulationを選択してFluxブロックをダイアグラムにドラッグ＆ドロップします。
  3. Fluxブロックをダブルクリックして、ブロックダイアログのFluxからActivateへの入力ファイル名（Flux to Activate input filename）に、Fluxから生成した連成コンポーネントのパスを入力します：<working_directory>/TRANSLATING_MOTION_COUPLING.F2STA。
  4. OKをクリックします。
    Fluxブロックに、Flux連成コンポーネントのモデルデータが入力されます。
  5. Fluxブロックダイアログの最後の3つの欄に、次の値を入力します：
    • 数値メモリ·(MB)（Numeric memory (MB)）に4000と入力します。
    • 文字メモリ·(MB)·（Character memory (MB)）に240と入力します。
    • Flux計算実行のための最小入力変化率·(%)（Minimal·input·variation·(%)·to·run·Flux·computations）に0と入力します。
  6. OKをクリックします。
    Fluxブロックダイアログは次の図のようになります：
  7. このダイアグラムで、以下の各ブロックを追加して定義します：
    追加するブロック ブロックのオプションに定義する値
    Time デフォルト値
    Display 1 デフォルト値
    Display 2 デフォルト値
    Display 3 デフォルト値
    Scope 1 デフォルト値
    Scope 2 デフォルト値
    Gain ゲイン（Gain ） = -1
    Hysteresis
    Sum 入力数（Number of inputs） = 2
    Step Generator

    ステップ時間（Step time） = .07

    初期値（Initial value） = 1

    最終値（Final value） = .075
  8. これらのブロックを次の図のように組み立てて接続してから、モデルを保存します。
    図 3. Fluxブロックを使用して組み立てたダイアグラム

    Twin Activateモデルが完成し、プランジャーのFluxモデルに電流を供給するように構成されています。

Twin ActivateとFluxモデルの連成シミュレーション

連成シミュレーションでは、Twin Activateモデルからプランジャーのコイルに電流が供給されます。

  1. リボンで設定（Setup）を選択します。


  2. 表示されたダイアログでシミュレーション時間（Simulation Time）タブを選択します。
  3. 最終時間（Final Time）に.2と入力します。残りの欄はデフォルトのままにします。
  4. ソルバー（Solvers）タブを選択します。
  5. Forward Eulerソルバーを選択し、OKをクリックします。残りの欄はデフォルトのままにします。
  6. リボンでRunを選択します。


    Twin Activateモデルのスコープによって、プランジャーのコイルに供給される電流のシミュレーション結果がプロットされます。
    図 4. 調整されていない電流/コイル導体_1 (A)
    図 5. 調整されている電流コイル導体