نرم افزار ترنسیس

نرم افزار ترنسیس TRNSYS

آشنایی با ترنسیس TRNSYS

نرم‌افزار شبیه‌سازی سیستم‌های انرژی ترنسیس TRNSYS، یک نرم‌افزار شبیه‌سازی برای حالت گذرا می‌باشد؛ که محصول همکاری مشترک کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان می‌باشد و در دانشگاه ویسکانسین بر اساس زبان برنامه‌نویسی فرترن FORTRAN، توسعه یافته است.

ترنسیس TRNSYS
ترنسیس TRNSYS

معرفی نرم افزار ترنسیس

واژه ترنسیس TRNSYS مخفف واژه شبیه سازی سیستم حالت گذرا می باشد. TRNSYS ترنسیس یک نرم افزار شبیه سازی برای حالت گذرا می باشد. این نرم‌افزار که محصول همکاری مشترک کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان می باشد و در دانشگاه ویسکانسین توسعه یافته است اولین بار در سال ۱۹۷۵ میلادی در دسترس عموم قرار گرفت. نرم افزار ترنسیس تاکنون در ۱۸ ورژن مختلف به بازار عرضه شده است ‏ که تنها تا ورژن ۱۶ آن در کشورمان در دسترس می باشد.

نرم افزار ترنسیس TRNSYS یک نرم افزار با پایه گرافیکی بسیار انعطاف پذیر می باشد. محیط نرم افزار برای شبیه سازی رفتار سیستم های حالت گذرا تعبیه شده است. این نرم افزار دارای یک محیط کامل و گسترده برای شبیه سازی، تحلیل و بهینه سازی سیستم ها بر پایه زمان می باشد. در روزگاری که بخش گسترده‌ای از شبیه‌سازی هاروی ارزیابی عملکرد سیستم های انرژی الکتریکی و حرارتی تمرکز دارند، ترنسیس TRNSYS یک ابزار کارآمد برای شبیه سازی این سیستم‌ها (مانند ترافیک جریان یا فرآیندهای بیولوژیکی) به صورت دینامیک ارائه می دهد.

نرم افزارهای مهندسی انرژی نو - ترنسیس
آموزش شبیه سازی سیستم های انرژی با trnsys

نرم‌افزار TRNSYS ترنسیس از دو بخش اساسی تشکیل شده است. بخش اول یک هسته مرکزی به نام kernel می باشد که پوشه های ورودی را خوانده و مورد پردازش قرار می دهد سپس مسئله را به‌صورت روش تکرار عددی حل می‌کند و جواب همگرا شده را تخمین زده و نمودار متغیرهای مورد نظر آن را رسم می کند. علاوه بر این، موتور کرنل قابلیت‌هایی از جمله تشخیص خواص ترموفیزیکی، تبدیل ماتریس ها، عملیات رگرسیون خطی و درون یابی فایل های خارجی را دارا می باشد.

بخش دوم نرم افزار ترنسیس TRNSYS، کتابخانه وسیعی از اقلام یا المان‌های مختلف میباشد که هرکدام از آنها عملکرد یک بخش از سیستم را مدل سازی می کند. کتابخانه استاندارد این نرم‌افزار حدود ۱۵۰ مدل مختلف از پمپ ها، سازه های چند بخشی، توربین های بادی، الکترولایزر، تحلیلگر داده های آب و هوایی، جریانات اقتصادی و تجهیزات پایه سیستم های تهویه مطبوعHVAC را در بر می‌گیرد.

کتاب آموزش نرم افزار ترنسیس
نرم افزارهای مهندسی انرژی نو – ترنسیس

کتابخانه گسترده دیگری TESS Component Library می باشد که بیش از ۲۵۰ المان در ۱۴ کتابخانه مختلف را فراهم آورده است. این المانها بهترین جزئیات را برای مدل سازی یک سیستم انرژی فراهم می کند چه باید به صورت جداگانه از طریق شرکت تولیدکننده نرم‌افزار خریده شود. همچنین مدل ها در این بخش طوری فراهم شده اند چه کاربرد توانایی اصلاح کردن المان های موجود( توسط برنامه TRNEdit در ماهیت TRNSED) یا نوشتن المان مورد نیاز خود را در برنامه داشته باشد و به این صورت ظرفیت محیط نرم‌افزار ترنسیس TRNSYS گسترش یافته است.

نرم‌افزار ترنسیس از چند برنامه مختلف تشکیل شده است که پس از نصب کامل مجموعه، قابل دستیابی هستند. مجموعه ترنسیس TRNSYS شامل برنامه های زیر می شود:

  • استودیو شبیه‌سازی ترنسیس TRNSYS
  • موتور شبیه سازی ( dll و TRNExe.exe)
  • برنامه میانی بصری برای داده های ورودی ساختمان (exe)
  • برنامه ویرایشگر برای ایجاد برنامه های مستقل قابل توزیع با عنوان برنامه کاربردی TRNSED با فرمت ذخیره سازی (exe)

همچنین برخی از نواحی کاربردی برنامه به صورت زیر هستند:

  • سیستم های انرژی متداول مانند سیستم های بخار، گازی، دیزل و غیره
  • سیستم های انرژی جانبی و با دیدگاه محافظه کارانه مانند سیستم های تولید همزمان، پیل سوختی و زمین گرمایی
  • سیستم های انرژی تجدید پذیر مانند سیستم های حرارت خورشیدی، برق خورشیدی و بادی
سیستم های انرژی تجدید پذیر مانند سیستم های حرارت خورشیدی، برق خورشیدی و بادی
نرم افزارهای مهندسی انرژی نو – ترنسیس

نصب نرم‌افزار ترنسیس TRNSYS

استودیو شبیه سازی یک مجموعه کامل از ابزارهای متعدد می باشد. از برنامه های موتور شبیه سازی و برنامه های ارتباط گرافیکی تا رسم نمودار و برنامه های صفحه گسترده. در واقع این برنامه ابزاری یکپارچه سازی شده است که می‌تواند از طراحی تا شبیه سازی یک پروژه مورد استفاده قرار گیرد.

سخت افزار مورد نیاز برای نصب برنامه ترنسیس TRNSYS

سخت افزار لازم برای اجرای برنامه است شبیه سازی نرم افزار ترنسیس ورژن ۱۶ مطابق موارد ذکر شده در ذیل می باشد:

  • Processor: Pentium Intelernal Clock 166Mhz or faster
  • RAM: 64 Mb or  more
  • Screen resulation: 800×600 Pixel (a 1024 x 768 monitor is recommended)
  • Hard Disk: 600 MB free Hard Disk space

دانلود نرم افزار ترنسیس به همراه کتابخانه کامل


استودیو شبیه سازی نرم افزار ترنسیس

اصلی ترین لایه بصری در نرم افزار ترنسیس بخش استودیو شبیه سازی simulation studio می باشد. در این بخش شما قادر خواهید بود تا پروژه های پیچیده را با اتصال المان های منطقی به هم، ساده سازی کنید در این فضا شما قادر خواهید بود دلخواه خود را با قرار دادن المان مورد نظر داخل فضای کاری استودیو شبیه سازی و اتصال آنها به هم و تعیین پارامترها و ورودی‌های آنها شبیه سازی کنید.

پروژه های شبیه سازی شده در استودیو شبیه سازی در بخش اطلاعات پروژه و درون فایل (Trnsys Project File) با پسوند (*.tpf) می‌شوند. زمانی که شما یک شبیه سازی را اجرا می کنید، استودیو یک فایل شامل داده های ورودی ترنسیس TRNSYS ایجاد می کند که در واقع یک فایل متنی شامل تمام اطلاعات پروژه است.

آغاز به کار با نرم افزار ترنسیس

بعد از نصب برنامه ترنسیس استودیو “TRNSYS Studio” را از مسیر منوی زیر باز کنید پنجره باز شده مانند شکل زیر می باشد. پنجره اصلی اولین چیزی است که کاربر هنگام ورود به استودیو شبیه سازی مشاهده می کند. همانند سایر پنجره های ویندوز، این پنجره نیز مجموعه‌ای از منوهای انتخابی، چندین نوار ابزار و یک یا چند پنجره فعال می باشد. در آغاز پنجره اصلی خالی می باشد. زمانی که کاربر یک پروژه جدید را در پنجره اصلی ایجاد کنند ما یک پروژه موجود را باز کند، پنجره صفحه اسمبلی نمایان می شود. همچنین تمام مشخصات ضروری در استودیو شبیه سازی و یا دیگر ابزارهای ترنسیس TRNSYS در طول پنجره استریو شبیه‌سازی قابل دسترسی خواهند بود. تعدادی از این مشخصات با برنامه‌های جداگانه اجرا خواهند شد و مربوط به آن ها گشوده خواهد شد. در پنجره اصلی استری شبیه سازی چند منوی انتخابی در قسمت بالای پنجره وجود دارد زین نشان داده شده است

Type چیست؟

هر المان در نرم افزار ترنسیس TRNSYS مانند مبدل حرارتی؛ کلکتور خورشیدی و غیره Type خوانده می‌شوند. هر TYPE یک شماره یگانه دارد که آن را در حین توسعه مدل از سایرین متمایز می کند. این المان ها یا همان تType ها با زبان برنامه نویسی فورترن یا C++ کد نویسی شده اند. ترنسیس امکان کدنویسی را برای کاربر باز گذاشته است. بنابراین کاربران نیز می تواند المان دلخواه خود را کد نویسی کند.

کتابخانه کمپوننت‌های استاندارد ترنسیس

نرم‌افزار ترنسیس TRNSYS دارای کتابخانه وسیعی از  اقلام و المان‌های مختلف می‌باشد که هر کدام از آنها عملکرد یک بخش از سیستم را مدل‌سازی می‌کند. کتابخانه استاندارد نرم‌افزار ترنسیس حدود 150 مدل مختلف از پمپ‌ها  سازه‌های چند بخشی، توربین بادی، الکترولایزر، تحلیل‌گر داده‌های آب و هوایی، جریانات اقتصادی و تجهیزات پایه‌ای سیستم‌های HVAC را در برمی‌گیرد. کتابخانه گسترده دیگر TESS LIBRARY می‌باشد که بیش از 250 المان در 14 دسته‌بندی مختلف را فراهم آورده است.

نیروگاه زمین گرمایی
نیروگاه زمین گرمایی

کاربردهای نرم‌افزار ترنسیس (TRNSYS)

  • تحلیل سیستم‌های خورشیدی (حرارتی و فوتوولتائیک)
  • ساختمان های کم انرژی و سیستم‌های تهویه مطبوع با قابلیت‌های پیشرفته
  • سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر
  • تولید همزمان حرارت و توان و سلول‌های سوختی
  • و هر چیزی که به طور کلی نیازمند شبیه‌سازی دینامیک باشد
تحلیل سیستم‌های خورشیدی (حرارتی و فوتوولتائیک)
تحلیل سیستم‌های خورشیدی (حرارتی و فوتوولتائیک)

قابلیت نرم‌افزار ترنسیس

این نرم افزار فابلیت های زیر را دارا میباشد:

  • مدل سازی گیاهان مرکزی
  • شبیه سازی ساختمان (از جمله مدل سازی انرژی LEED)
  • فرآیندهای حرارتی خورشیدی
  • انتقال حرارت زمین همراه
  • برنامه های خورشیدی با درجه حرارت بالا
  • سیستم های پمپ حرارتی زمین گرمایی
  • مدل سازی حرارتی / جریان هوای چند زون همراه
  • بهينه‌سازي
  • تحقیقات سیستم انرژی
  • ارزیابی فناوری نوظهور
  • نیروگاه ها (زیست توده ، تولید همزمان)
  • سیستم های سلولی سوخت هیدروژن
  • سیستمهای بادی و فتوولتائیک
  • کالیبراسیون داده ها و شبیه سازی
پمپ حرارتی زمین گرمایی
پمپ حرارتی زمین گرمایی

مخاطبین نرم افزار ترنسیس

یادگیری این نرم‌افزار برای دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های مهندسی مکانیک، عمران، برق که علاقه‌مند به تحصیل و انجام پروژه در زمینه‌ی سیستم‌های انرژی نو و تجدیدپذیر و شبیه‌سازی ساختمان هستند، توصیه می‌شود.

 

اساس شبیه سازی سیستم های حالت گذرا
سیستم چیست?

سیستم مجموعه ای از عناصر گفته می شود که در ارتباط با یکدیگر خروجی را تولید کنند. برای مثال مجموعه ای از عناصر است که در نهایت خروجی الکتریسیته را به ما ارائه می‌دهد.

سیستم ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

  1. سیستم های حالت پایدار :

سیستمهای حالت پایدار به سیستمهای گفته می شود که خروجی آن ها با زمان تغییر نکنند به عنوان مثال دمای یک دیگ بخار که باید ثابت باشد

  1. سیستم های حالت ناپایدار گذرا

سیستم‌های حالت ناپایدار گذرا به سیستم هایی گفته می شود که خروجی آنها نسبت به زمان متغیر می‌باشد. به عنوان مثال خروجی یک سیستم برق خورشیدی با زمان دچار تغییر می شود چرا که تابش خورشیدی در طول روز متغیر میباشد


شبیه سازی سیستم

شبیه سازی به فرآیند ساختگی از عملکرد یک سیستم واقعی مدل سازی شده در طول زمان گفته می شود. شبیه سازی سیستم هایی که با زمان دچار تغییر می شوند از پیچیدگی های زیادی برخوردار است. شبیه سازی یک سیستم بر اساس مدلسازی ریاضی آن صورت می گیرد. مدلسازی به تفسیر به مجموعه ای از پدیده های فیزیکی با زبان ریاضی و ساخت یک فرمولاسیون کامل و جامع از آنها گفته می شود.

سیستم ها از عناصر متعددی تشکیل شده اند که به آنها ماژول نیز می گویند. به عنوان مثال یک سیستم برق خورشیدی متشکل از پنل های فتوولتائیکPV، اینورتر ، باتری ها و غیره می باشد که به عنوان عناصر یک سیستم برق خورشیدی می‌شوند.

برای شبیه سازی عملکرد یک سیستم در طول زمان نیاز خواهیم داشت که مدلی ریاضی برای سیستم داشته باشیم. همانطور که پیش از این نیز اشاره شد، مدل سیستم در واقع مجموعه ای از معادلات ریاضی می‌باشد که رفتار سیستم را ارائه می دهد.

این مدل سازی به دو روش قابل انجام است:

  • سیستم به طور کلی در نظر گرفته شود.
  • سیستم به صورت مجموعه ای از عناصر و ارتباطات آنها بیان گردد.

شبیه سازی رویداد گسسته

در نرم افزار شبیه ساز ترنسیس TRNSYS از روش شبیه سازی رویداد گسسته با استفاده از مدل جعبه سیاه استفاده می شود. به این صورت که ورودی های متغیر با زمان وارد بلک باکس می شوند و در طی فرایند محاسبات در طول یک کد نرم‌افزاری به خروجی ها تبدیل می شوند.

این روش، عملکرد سیستم را به‌عنوان پیامدی گذشته از یک رویداد در طول زمان مدلسازی می‌کند. هر رویدادی در لحظه مشخصی از زمان حادث می‌شود و باعث تغییر در وضعیت سیستم می گردد.

برای شبیه سازی یک مسئله وابسته به زمان، خروجی تجهیز در هر گام زمانی با استفاده از مدل ریاضی المان‌ها محاسبه می شود و به عنوان ورودی به المان بعدی داده میشوند فرایند تا پایان زمان شبیه سازی ادامه می یابد. میتوان از خروجی های دلخواه نمودار ترسیم کرد.

مقالات

دوره ها

 

 

101 ترفند در SolidWorks
دوره تلرانس ابعادی و هندسی
دوره تحلیل دینامیکی ادمز

 

.