Schnittstellen

Die Simulationssoftware alaska/ModellerStudio enthält in der Basis-Version bereits Schnittstellen zur Kopplung extern definierter Funktionalität. Zusätzliche alaska-AddOns stellen darüber hinaus Schnittstellen zu anderen CAE-Softwareprodukten bereit.

Das alaska/ModellerStudio stellt eine Vielzahl von Funktionen bereit. Das sind z. B. mathematische Funktionen wie sin(), cos() und fabs(),  Funktionen zur Beschreibung des Verhaltens von Modellparameterwerten, z.B. step(), bump() und bistop () sowie Funktionen zur Nutzung extern bereitgestellter Daten (Kennlinien-/Kennfeldinterpolation).

Darüber hinaus bietet das alaska/ModellerStudio dem Anwender die Möglichkeit, beliebige eigene Funktionen, user functions, zu definieren. Diese Funktionen können analog zu den vordefinierten Funktionen in compilierter Form  in Simulationsmodellen verwendet werden.

Über eine allgemeine DLL-Schnittstelle können beliebige extern definierte Funktionalitäten angekoppelt werden. Diese Modellkomponenten können von alaska-Modellzuständen abhängen und eigene innere Zustandsgrößen enthalten. Der Datenaustausch mit dem alaska-Modell erfolgt über Input- und Output-Vektoren zu diskreten Zeitpunkten nach vorzugebender Schrittweite. Anders als die im Allgemeinen lesbaren alaska-Modellbeschreibungen kann über diese Schnittstelle nicht öffentliches Know-how in Simulationsmodellen verwendet werden.

Die Kopplung von alaska-Simulationsmodellen mit MATLAB Simulink kann über drei unterschiedliche Wege erfolgen:

• Ein spezieller S-Function Block in MATLAB Simulink lädt den alaska-Berechnungskern und das alaska-Simulationsmodell. Die Simulation des Komplettmodells erfolgt unter Verwendung des MATLAB-Solvers. Wahlweise stehen die Ergebnisse auch in alaska zum Postprozessing bereit.
• Kopplung von alaska/ModellerStudio mit MATLAB Simulink bzw. des alaska-Modells mit dem Simulink-Modell über eine TCP/IP-Verbindung und einen Verbindungsserver. Beide Programme können dabei auf unterschiedlichen Rechnern laufen. Beide Modelle werden mit dem Solver der jeweiligen Software gelöst.
• Export des Simulink-Modells mit dem Simulink Coder und Kopplung an das alaska-Modell über die allgemeine Schnittstelle für extern definierte Funktionalität.

FE-Modelle von Bauteilen, die in der Software ANSYS vorliegen, werden mit ANSYS-Funktionalität modal reduziert. D. h., der Freiheitsgrad des Berechnungsmodells wird drastisch reduziert. Das spezielle Schnittstellenprogramm Ansys2alaska verarbeitet die reduzierten Modelldaten und generiert daraus alaska-Simulationsmodellkomponenten, die direkt mit anderen alaska-Modellkomponenten gekoppelt werden können und in gemeinsamen Simulationsmodellen zum Einsatz kommen.

Die Verwendung von CAD-Daten in alaska-Simulationsmodellen kann auf unterschiedliche Art erfolgen:

• Export von CAD-Volumina im Format *.stl. Diese Schnittstelle ist universell, weil den Export von Daten in diesem Format alle CAD-Programme leisten. Auf der Basis der exportierten Daten und einer einheitlichen Dichte werden die Masseeigenschaften berechnet. Zusätzlich wird eine geometrische Darstellung erzeugt.
• Stellt ein CAD-Werkzeug eine geeignete Schnittstelle (z. B. Python) bereit und kann damit auf die internen Datenstrukturen des CAD-Werkzeugs zugegriffen werden, können damit direkt alaska-Teilmodelle generiert werden. Als Vorlage dient eine Umsetzung für CAD-Modelle im Step-Format über die Python-Schnittstelle in FreeCAD.

Zur realitätsnahen Abbildung von Wälzlagerkräften in alaska-Simulationsmodellen kann der Lagerberechnungsmodul der Software Mesys (https://www.mesys.ch/) angekoppelt werden. Die Beschreibung der Lager erfolgt in Mesys. Die dabei angelegte Lagerbeschreibungsdatei wird über ein spezielles alaska-Modellierungselemnent (Template) referenziert und dient in der Simulation zur Parametrisierung der in der Mesys-DLL zu berechnenden Lagerkräfte.

Die Simulationssoftware  alaska/ModellerStudio bietet die Möglichkeit, externe Modellkomponetnen, die der FMI-Spezifikation (Functional Mockup Interface) genügen, so genannte FMUs (Functional Mockup Units), anzukoppeln.

Parallel dazu können auf Basis der C++-Klassenbibliothek alaska/SimulationEngine eigene FMUs zur Kopplung  mit anderen (Co-) Simulationsumgebungen erstellt werden. (für weitere Informationen: https://fmi-standard.org)