フロー変数とアクロス変数
Modelicaでモデルを作るようになってきて、変数の種類について気にしないといけなくなってきた。
正直、これまで1D CAEモデルを作ってきたが、そこまで引っかかることはなかった。
なんで引っかかるようになってきたか?
- 単純に方程式の数が増えたから。
1つの部品(コンポーネント)に含まれる方程式が増えることによって、変数間の関係を考える必要が出てきた。
あまり、式の意味を考えないで方程式を立てているのも理由。単純に基礎知識不足。
また、これまで「非因果モデリングツール」を使いながら「因果モデル」を作っていたのも、問題にぶつからなかった原因だと思う。
フロー変数とアクロス変数とは?
フロー変数(通過変数)
キルヒホッフの電流則が成り立つ物理量
任意の節点で接続された変数の総和がゼロ(接点方程式)
電流や力、熱流量が該当
アクロス変数(介在変数)
キルヒホッフの電圧則が成り立つ物理量
任意の閉回路上の変数の総和がゼロ(閉路方程式)
電圧や速度、温度が該当
Modelica系のツールでは
非因果モデリングツールでは、変数接続用のコネクタにはフロー変数とアクロス変数の両方が割り当てられている。
また、方程式を考える場合に接点方程式と閉路方程式も考える必要があるため、これらの変数を意識することで、方程式の漏れを防げる。