Modelin of a generic underwater vehicle with MathModelica

Modellering är en viktig del av verksamheten på Institutionen för Autonoma System på Totalförsvarets Forskningsinstitut. Flera olika modelleringsspråk används för olika ändamål. Modelica är ett relativt nytt objekt orienterat modelleringsspråk som har en acausal ansats istället för den traditionella causala. Stelkropps rörelse och en fluid är två exempel på dynamiska system. En stelkropp nedsänkt i en fluid är två dynamiska system som interagerar. Dessa två system beskrivs som ett enda dynam-iskt system i enlighet med Kirchhoff. En generell anmärkningsvärt kompakt matematisk form härleds för att beskriva det kombinerade kropp+fluid systemet. Denna form implementeras i modelleringsspråket Modelica. Själva modelleringsproblemet är löst på två olika sätt. Den resulterande utvecklade modellen integreras med Modelica Additions MultiBody biblioteket vilket gör det möjligt att modellera godtycklig intern dynamik och det är enkelt att ändra kropps konfiguration. Det flexibla utvecklade verktyget används för att modellera en undervattensfarkost med inre framdrivning och aktuering. Spegelsymmetri och diskret rotationssymmetri studeras och den totala kinetiska energins invarians hos kropp+fluid systemet utnyttjas för att relaxera problemet med att finna de kropps storheter som måste adderas p.g.a. fluiden. Symmetrierna begränsar storhets tensorerna som måste foga sig till särskilda strukturer. Simuleringar ökar kunskapen om hur kropp+fluid systemet uppför sig beroende på strukturen hos storhets tensorerna. Att inre framdrivning och aktuering är möjligt framgår explicit av simuleringarna.