Modelica语言在多体动力学建模中的应用与转换研究

"这篇论文探讨了Adams多体模型与Modelica语言之间的转换方法，旨在提升多领域仿真的建模效率和系统兼容性。作者来自华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心，研究内容包括多体动力学模型的结构分析、Modelica模型的设计以及模型转换策略。" 在多体动力学建模领域，Adams是一款广泛使用的专业软件，它能够模拟复杂机械系统的运动和相互作用。Adams模型通常由一系列的刚体、连杆、关节和约束等元素组成，这些元素通过动力学方程来描述其动态行为。然而，Modelica是一种基于组件的、声明式的建模语言，适用于多物理场建模，它强调模型的结构和可重用性。 论文中提到的研究首先对Adams的多体模型结构进行了深入分析，理解了模型中各个组件如何组合以形成完整的动力学模型。接着，研究团队设计了与Adams模型结构相匹配的Modelica模型结构。他们注意到Modelica模型与Adams模型在表达方式上的差异，并针对这些差异提出了转换策略。每个Adams模型组件（如连杆、关节等）的信息都被映射到相应的Modelica组件，确保了模型的动态特性得以保留。 转换过程的关键在于正确地转化动力学方程和约束条件。Adams中的动力学计算是隐式进行的，而Modelica则倾向于显式表示物理关系。因此，转换过程中需要将Adams中的非线性动力学模型转换为Modelica可以处理的形式，这可能涉及到对原始模型的重新构造和简化。 论文提供了多体模型转换的实例，通过这些实例展示了转换方法的有效性和准确性。这些实例不仅验证了模型转换的正确性，还证明了使用Modelica语言建模可以提高建模效率，同时增强了新模型与传统Adams模型之间的互操作性。 这项研究对于推动多体动力学模型在不同仿真环境中的无缝迁移具有重要意义，特别是在多领域统一建模的背景下，Modelica的灵活性和开放性为跨学科的协同仿真提供了新的可能。通过将Adams模型转换为Modelica模型，用户可以利用Modelica的强大功能，同时保持与现有Adams仿真系统的兼容性，这对于多领域工程问题的解决具有显著的价值。