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Tutorial: Tanque con flujo en OpenModelica

1. Instalación de OpenModelica

  • Descargar OpenModelica desde openmodelica.org
  • Instalar la versión completa que incluye OMEdit (el entorno gráfico)
  • Asegúrarse de instalar también las librerías estándar

2. Configuración inicial

  • Abrir OMEdit (OpenModelica Connection Editor)
  • Ir a Tools → Options → Libraries
  • Verificar que esté cargada la librería Modelica Standard Library que incluye componentes de fluidos

3. Crear un modelo básico de fluidos

Crear un ejemplo simple de un tanque con flujo:

a) Nuevo modelo:

  • Archivo → Nuevo → Modelo
  • Nombrar el modelo: TanqueSimple

b) Código del modelo:

model TanqueSimple
  // Importar librería de fluidos
  import Modelica.Fluid.*;
  
  // Parámetros del sistema
  parameter Real altura_inicial = 2.0 "Altura inicial del líquido (m)";
  parameter Real area_tanque = 1.0 "Área del tanque (m²)";
  parameter Real coef_descarga = 0.6 "Coeficiente de descarga";
  parameter Real area_orificio = 0.01 "Área del orificio (m²)";
  parameter Real g = 9.81 "Aceleración gravitacional (m/s²)";
  
  // Variables de estado
  Real altura(start = altura_inicial) "Altura del líquido (m)";
  Real flujo_salida "Flujo de salida (m³/s)";
  Real velocidad_salida "Velocidad de salida (m/s)";
  
equation
  // Ecuación de continuidad (conservación de masa)
  area_tanque * der(altura) = -flujo_salida;
  
  // Ecuación de Torricelli para flujo por orificio
  velocidad_salida = coef_descarga * sqrt(2 * g * altura);
  flujo_salida = area_orificio * velocidad_salida;

end TanqueSimple;

4. Verificar y simular

a) Verificar sintaxis:

  • Clic derecho en el modelo → Check Model
  • Debe mostrar "Check of TanqueSimple completed successfully"

b) Configurar simulación:

  • Clic derecho → Simulate
  • En la ventana de simulación:
    • Start Time: 0
    • Stop Time: 100 (segundos)
    • Tolerance: 1e-6

c) Ejecutar simulación:

  • Clic en Simulate

5. Visualizar resultados

Después de la simulación:

  • En el

    Plotting Perspective

    , seleccionar las variables:

    • altura (altura del líquido vs tiempo)
    • flujo_salida (flujo de salida vs tiempo)

  • Hacer doble clic en las variables para graficarlas

6. Ejemplo más avanzado con componentes gráficos

Para un ejemplo más complejo usando componentes visuales:

a) Nuevo modelo gráfico:

  • Archivo → Nuevo → Modelo
  • Cambiar a vista Diagram

b) Agregar componentes: Desde la Libraries Browser, navega a:

  • Modelica.Fluid.Vessels → Arrastrar un OpenTank
  • Modelica.Fluid.Sources → Arrastrar un Boundary_pT (fuente de presión)
  • Modelica.Fluid.Pipes → Arrastrar un StaticPipe

c) Conectar componentes:

  • Usar la herramienta de conexión para unir los puertos de fluido
  • Configurar los parámetros de cada componente

7. Solución de problemas comunes

  • Error de librerías: Verificar que Modelica Standard Library esté cargada
  • Problemas de convergencia: Reducir la tolerancia o ajusta los valores iniciales
  • Unidades inconsistentes: Revisar que todas las unidades sean coherentes

8. Notas adicionales

  • Usar Tools → Options → Simulation para ajustar el solver (prueba con DASSL o Euler)
  • Para modelos complejos, considerar usar Modelica.Fluid.Examples como referencia
  • Guardar trabajo con Ctrl+S

9. Compatibilidad con otros software

OpenModelica es un entorno de modelado y simulación de código abierto basado en el lenguaje Modelica, compatible con el estándar Modelica Language Specification (MLS), lo que permite portabilidad entre herramientas. en.wikipedia

Relación con el ecosistema Modelica

OpenModelica sigue estrictamente el estándar Modelica, evitando vendor lock-in y permitiendo usar modelos en múltiples herramientas para simulación, generación de FMUs, optimización y control. Desarrollado por el Open Source Modelica Consortium (OSMC) en colaboración con Linköping University, soporta la mayoría del lenguaje Modelica, incluyendo ecuaciones, algoritmos, eventos y paquetes. modelica

Integraciones clave

  • OMEdit: Interfaz gráfica propia (basada en Qt/C++) para modelado, simulación y notebooks interactivos (OMNotebook). openmodelica
  • Enterprise Architect: Integración con SysML para simulación de sistemas físicos mediante SysPhS. sparxsystems
  • Python/Julia: API para análisis avanzado, como optimización y control, superando limitaciones de herramientas como MATLAB en DAEs. ep.liu
  • OpenModelica.jl: Framework en Julia para compilación Modelica, compatible con ModelingToolkit.jl y extensiones para variable structure systems. pdfs.semanticscholar

Comparación con otras herramientas

Herramienta Relación con OpenModelica Ventajas compartidas
Dymola Ambas usan Modelica estándar Portabilidad de modelos openmodelica
MATLAB/Simulink OpenModelica maneja DAEs nativamente Mejor soporte para ecuaciones acausales ep.liu
Wolfram SystemModeler Competidor comercial OpenModelica es gratuito y extensible modelica

OpenModelica se integra con bibliotecas como Modelica Standard Library y soporta FMU para interoperabilidad con software propietario. build.openmodelica