PEDCO

معرفی نرم افزار Aspen Custom Modeler (ACM)

معرفی نرم افزار Aspen Custom Modeler (ACM)

معرفی نرم افزار Aspen Custom Modeler

شبیه سازی و مدل سازی چه فایده ای دارد؟

امروزه محاسبات مهندسی که در بین ما به “شبیه‌سازی” و “مدل‌سازی” معروف شده است، کاربرد فراوانی یافته است. به طوریکه در بسیاری از علوم و رشته‌های دانشگاهی از آن استفاده می‌شود. شبیه‌سازی و مدل‌سازی همواره بهترین روش برای بررسی یک نمونه اولیه کوچک شده از طرح بزرگی است که در آینده ایجاد خواهد شد و یا قرار است بهینه شود. همچنین می‌توان از آن برای بررسی احتمالات موجود و یا تغییرات کوچک و بزرگ در واحدهای فرآیندی یا غیرفرآیندی استفاده کرد.

شبیه­ سازی در نرم­ افزار­های مختلف کمک شایانی به حل بسیاری از مسائل پیچیده در جنبه­ های مختلف می­کند. حوزه فرآیند­های مهندسی شیمی، پلیمر و نفت روز به روز پیچیده ­تر و گسترده تر می­ شود. هر روز تعداد بسیار زیادی مقاله منتشر می­ شوند که در هرکدام از آن­ها راه و روش و دستگاهی جدید پیشنهاد می شود.

نرم افزارهای ویژه شبیه سازی و مدل سازی

به احتمال بسیار زیاد دانشجویان رشته‌های مهندسی شیمی، نفت یا پلیمر بخصوص در طول دوره کارشناسی که مباحث گسترده می­ باشد، آشنایی اختصاری با نرم­ افزارهای شبیه سازی مانند Promax، Aspen Hysys، Aspen Plus، Aspen EDR و … در طول تحصیل خود خواهند داشت. این قبیل نرم‌افزارها به علت جامع بودن، کاربرد بسیار زیاد و همچنین سادگی محیط آن‌ها (user-friendly) تقریبا برای اکثریت جامعه مهندسی شناخته شده بوده و کم و بیش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اما تا حالا شاید برای شما هم پیش آمده باشد گاهی اوقات برای انجام کاری بسیار ساده که در ذهن دارید، ساعت ها با یک نرم­ افزار سروکله زدید و در نهایت هم بیخیال مسئله شدید. یا از راه دیگر یا به صورت دستی کار خود را پیش برده اید. پیاده سازی روش ­های جدید که هر روز بروزرسانی می شوند و یا  استفاده از راهی نوین که در ذهن خود دارید به احتمال زیاد با یک نرم ­افزار از پیش ساخته شده که امکاناتی ثابت را داراست تقریبا غیرممکن است. از طرف دیگر شما به یک نرم ­افزار برای کاهش بار محاسباتی نیازمند هستید. در این مرحله است که Aspen Custom Modeler (ACM) به کار شما می­ آید.

مدل سازی یک فرآیند دلخواه با ACM

نرم افزار ACM را می­ توان مثل یک هسته اصلی نسبت به بسته های نرم‌افزاری دیگر شرکت Aspentech تصور کرد؛ چراکه تقریباً دسته ­ای از نرم‌افزارهای دیگر این شرکت همچون نرم افزار محبوب و پرکاربرد Aspen Plus جزو زیرمجموعه ACM محسوب می ­شوند. این هسته اصلی را می­ توان یک محیط برنامه­ نویسی فرض کرد. مانند خیلی از محیط­ های برنامه نویسی همچون Matlab و یا Python که بسیار معروف می باشند.

در نرم­ افزار­هایی مانند Aspen Plus و Aspen Hysys  و سایر نرم‌افزارهای بسته aspenONE، بلوک (المان)­هایی تعبیه شده ­اند تا کاربر بتواند یک فرآیند را شبیه ­سازی نماید. حال اگر شما نیاز داشته باشید که یک فرآیند خاص که بلوکی برای آن ایجاد نشده را مدل‌سازی کنید، نیاز به ACM خواهید داشت. حتی قطعاً تمام بلوک­ هایی که در این نرم ­افزار به صورت پیش‌فرض وجود دارند، توسط خود شرکت نامبرده در محیطی شبیه به ACM مدل‌سازی شده­ اند که اکنون می­ توان از آن­ها به صورت پیش‌فرض استفاده نمود!

حتی شما اگر نیاز داشته باشید که فرآیندی را توسط بلوک ­های پیش­ فرض شبیه‌سازی کنید، ولی امکانات و جزییات مورد نظر و با دقت مطلوب برای شما وجود نداشته باشد، بایستی به سراغ ACM بروید. (البته راه حل میانبری هم برای تغییرات در جزییات یک بلوک پیش‌فرض وجود دارد که عنوان آن subroutine است؛ البته این قابلیت فقط در بعضی مواقع و به صورت محدود پاسخ‌گوی نیاز کاربر می­ باشد که در حال حاضر در این بحث نمی‌گنجد.) پس به صورت خلاصه برای شبیه‌سازی یک فرآیند دلخواه و موردنظر خودتان با تمام جزییات و آنچه در ذهن دارید بایستی به سراغ Aspen Custom Modeler بروید.

مدل سازی راکتور پیل سوختی در ACM
مدل سازی راکتور پیل سوختی در ACM

ویژگی های خاص ACM

این نرم افزار یک محیط برنامه نویسی پویا را در اختیار شما قرار می‌دهد تا بتوانید مدل موردنظر خود را در سیستم پیاده کنید. در ویرایش جدید، این برنامه شامل هر فرآیندی که بتوان آن را به زبان کدنویسی و ریاضی ترجمه کرد، می ­شود؛ پس می­ بایست ابتدا مدل موردنظر خود را طبق دستورالعمل help نرم­ افزار برنامه­ نویسی نمایید. البته معمولا قسمت سخت کار نیز همین مدل‌کردن فرآیند­ها می باشد که برای خود دنیایی دارد!

به طور مثال، طیف بسیار وسیعی از انواع راکتور­ها در صنعت و آزمایشگاه ­ها استفاده می­ شوند که هر کدام مخصوص فرآیندی خاص طراحی شدند. حال اگر کمی راکتور موردنظر شما طراحی خاصی داشته باشد و یا اگر تغییر خواص در دو راستا (محور مختصاتی) داشته باشید، دیگر مدل‌های پیش فرض نرم افزارهایی همچون Aspen Plus و Aspen Hysys و بسیاری از نرم افزار­های دیگر به کار شما نمی­ آیند! در این حالت می­ توان با مدل‌کردن فرآیند به زبان ریاضی و یا کاری بسیار رایج­ تر، پیدا کردن مدل موردنظر در مقالات و کتب چاپ شده، آن ها را در محیط ACM برنامه نویسی نمود.

یکی دیگر از قابلیت­ های بسیار مفید این نرم­ افزار این است که شما می ­توانید دستگاه، مدل و فرآیند ساخته شده خود را به محیط­ های شبیه‌سازی Aspen Plus، Aspen Hysys و … منتقل کنید. سپس در ادامه از بقیه امکانات پیش ­فرض این نرم­ افزارها در کنار مدل­ ها و بلوک­ های مخصوص خودتان (که قبلا در ACM مدل کرده‌اید) استفاده نمایید. این قابلیت در شبیه سازی­ فرآیند­های حجیم که دارای بعضی تجهیزات خاص می­ باشند، بسیار کاربردی خواهد بود.

آیا ACM یک نرم افزار کد نویسی است؟

یک سوال ممکن است پیش بیاید که خب اگر قرار است از اول کد هر چیز نوشته شود پس این نرم ­افزار چه تفاوتی با نرم ­افزارهای کدنویسی رایج دارد؟ در جواب می­ توان گفت که این نرم ­افزار امکانات بسیار زیادی را به خصوص برای رشته های شیمی، مهندسی شیمی، نفت و پلیمر فراهم کرده است که مدل‌سازی را بسیار ساده‌تر می­ کند (چیزی شبیه به toolbox های نرم­ افزار متلب).

به طور مثال در فرآیندهای شیمیایی، شما معمولا با موادی سروکار خواهید داشت که پیداکردن خواص تمامی آن­ها و همچنین یافتن روابط اختلاط و تأثیر این مواد بر یکدیگر (پارامترهای چندگانه) و حالت فازی آن­ها، خود نیاز به حجم زیادی از محاسبات خواهد داشت که شما در این نرم­ افزار قادر خواهید بود از تمامی آن­ها چشم­ پوشی کرده و به شیوه ­ای ساده، تنها با انتخاب مواد از بسته­ های بسیار کامل موجود در نرم­ افزار، تمامی اطلاعات موجود در مورد آن ماده و نیز با انتخاب بسته­ های ترمودینامیکی جامع، تمامی روابط بین آن­ها را در چند ثانیه در اختیار داشته باشید.

دستورات پیش فرض در ACM

همچنین کدهای پیش‌فرض بسیار زیادی برای انجام محاسبات مهندسی بین مواد وجود دارند؛ مانند محاسبه ضریب انتقال جرم و صدها کد دیگر که به صورت دستورات پیش‌فرض می­ توان آن­ها را فراخواند و دیگر نیازی به نوشتن معادلات آن­ها نخواهید داشت. درست شبیه به دستور­های پیش‌فرض یک زبان برنامه نویسی مانند Matlab. پس با وجود این همه امکانات، مدل‌سازی فرآیندها بسیار سریع‌تر پیش­ خواهد رفت.

به علاوه این نرم­ افزار قادر خواهد بود معادلات نوشته شده توسط کاربر مانند معادلات دیفرانسیل جزئی (PDE) که مشتق زمان نیز داشته باشند را نه تنها حل کند، بلکه به صورت اتوماتیک به حالت پایا بدون زمان تبدیل کند. که از آن بتوان هم در شبیه سازی­ های دینامیکی استفاده نمود و هم در شبیه ­سازی­ های پایا.

همانطور که می دانید، نرم افزار Aspen Custom Modeler (ACM) زیرمجموعه بسته نرم‌افزاری aspenONE ارائه شده توسط شرکت Aspentech می‌باشد که برای در اختیار داشتن لایسنس کامل آن می بایست بسته فوق را از وبسایت شرکت Aspentech به قیمت بسیار نجومی (بین 30 تا 50 هزاردلار در سال) خریداری کنید! البته باتوجه به عدم رعایت قانون کپی رایت در کشور، این نرم‌افزار نیز مانند سایر نرم‌افزارهای خارجی توسط هم‌وطنان عزیز برنامه نویس‌مان کرک شده و با لایسنس رایگان و آخرین نسخه از وبسایت هایی نظیر پی سی دانلود یا سافت گذر قابل نصب و استفاده خواهد بود!

این مطلب را به اشتراک بگذارید:
Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Share on email
Share on telegram
Share on print

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *