はじめてのＯｐｅｎＭｏｄｅｌｉｃａ　無料で使える「物理シミュレーション」ソフト「改訂版」

「OpenModelica」（オープンモデリカ）は、近年、脚光を浴びている「モデルベース設計」「モデルベース開発」を手軽に始めることができる、オープンソースソフトウェアです。

「OpenModelica」は、電気・磁気・機械・流体・熱といった複数の物理ドメインを横断的に扱える点が大きな特長です。たとえば、モータの電気回路と回転機構、さらに発熱や放熱といった現象をモデル化することができます。Windows上で動作し、単一のウィンドウ内でモデル作成、シミュレーション実行、結果のグラフ表示まで完結するため、作業の流れが分かりやすく、初学者でも取り組みやすい設計となっています。高価な3次元シミュレーションツールに比べ、軽快で直感的に操作できる点も魅力です。
もっとも、オープンソースであるがゆえに、インストール手順や初期設定、ライブラリの扱い方などで戸惑うこともあります。そこで本書では、特に前半部分において、導入から基本操作までを丁寧に解説し、つまずきやすいポイントを具体例とともに説明しています。

改訂版となる本書では、初版の構成を踏襲しつつ、内容の充実を図っています。電子回路を中心とした電気ドメインの解説を基礎に据えながら、磁気・機械・熱といった他ドメインの内容を拡充しました。さらに、執筆時点での最新バージョンを用いて操作画面を再キャプチャし、実際の画面と書籍の内容が一致するよう配慮しています。これにより、読者が迷うことなく学習を進められるようになりました。

通常、電気機器の消費電力や温度上昇の予測といった解析は、専門的な数式処理や高度な知識を必要とします。しかし「OpenModelica」では、GUI上で抵抗や電源、コンデンサなどの部品を配置し、配線する感覚でモデルを構築できます。あとはシミュレーションを実行するだけで、時間変化や波形をグラフで確認することが可能です。理論と実践を結び付けながら学べる点は、大きな学習効果をもたらします。

本書が、モデルベースデザインへの第一歩となり、「OpenModelica」を活用した新たな設計・解析の世界に踏み出すきっかけとなれば幸いです。

目次

はじめに
第1部 　基礎編
第1章「OpenModelica」の概要とセットアップ
［1-1］　OpenModelicaと本書の構成
［1-2］　OpenModelicaインストール前の準備
［1-3］　OpenModelicaのダウンロードとインストール
［1-4］　OpenModelicaの動作確認
第2章「OpenModelica」を動かす
［2-1］　第2章でやること
［2-2］　OpenModelicaの起動とサンプルモデルの表示
［2-3］　サンプルモデルの確認
［2-4］　サンプルモデルの実行とシミュレーション結果の確認
［2-5］　他の物理ドメインも見てみよう
第3章モデルを作る
［3-1］　第3章でやること
［3-2］　ダイオードを用いた簡単な回路モデルの作成
［3-3］　シミュレーションの実行と結果の確認
［3-4］　もう少し複雑な回路モデルを作成してみよう
［3-5］　他の物理ドメインのモデルを作成してみよう
第2部 　実践編
第4章「自作コンポーネント」の作成
［4-1］　簡単な自作コンポーネントを作ってみよう
［4-2］　自作コンポーネントをパッケージ化する
［4-3］　CPUの消費電力をコンポーネント化しよう
［4-4］　MOSFETをコンポーネント化しよう１
［4-5］　MOSFETをコンポーネント化しよう２
第5章より複雑なモデルの作成と実行
［5-1］　CPUの消費電力モデルと熱回路網の接続
［5-2］　CPUの消費電力モデルの改良
［5-3］　ファン制御を想定したマルチドメイン・シミュレーション
［5-4］　6軸ロボットアームモデルを動かしてみよう
第6章「コマンド」で「シミュレーション」を実行
［6-1］　コマンドによる実行の概要
［6-2］　サンプルモデルのコマンド実行
［6-3］　ビルドとシミュレーション実行の分離
［6-4］　スクリプトファイルの作成と実行
［6-5］　コマンドプロンプトでのモデルの実行

索引

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