Modelica: Konnektoren

Aus SystemPhysik
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Eine objektorientierte Modellierungsmethode, bei der einzelne Komponenten nach dem Lego-Prinzip zu Modellen zusammengefügt werden können, benötigt vordefinierte Verbindungsstücke (Port oder Konnektor), die festlegen, wie die einzelnen Komponenten miteinander wechselwirken. Die Systemphysik bietet mit dem Energieträgerkonzept der Karlsruher Physikkurses eine effiziente Methode an, um das Verhalten solcher Verbindungsstücke zu beschreiben. Eine ähnliche Idee liegt der Modellierungsmethode mit Bondgraphen zugrunde.

Energieträgermodell der Systemphysik

In der Systemphysik geht man von sieben mengenartigen Grössen und den zugehörigen Potentialen aus. Multipliziert man die Stärke des Mengenstromes mit dem jeweiligen Potential, erhält man den zugeordneten Energiestrom IW

[math]I_W=\varphi_{Menge}I_{Menge}[/math]

Die untenstehende Tabelle zeigt die sieben bilanzierfähigen Mengen der Physik

Menge Zeichen Einheit Potenzial Zeichen Einheit Bemerkung
Volumen V m3 Druck p Pa keine Erhaltungsgrösse
Masse m kg Gravitationspotential φG J/kg schwere Masse
Stoffmenge n mol chemisches Potential μ J/mol keine Erhaltungsgrösse, viele Komponenten
elektrische Ladung Q Coulomb C elektrisches Potential φ Volt V auch negative Werte möglich
Impuls px 1 Ns = 1 kgm/s Geschwindigkeit vx m/s drei "Sorten"
Drehimpuls Lx 1 Nms = 1 kgm2/s Winkelgeschwindigkeit ωx 1/s drei "Sorten"
Entropie S J/K Temperatur T Kelvin (K) nur Produktion


Quellen

konvektive Transporte