Důležitost simulací v technické praxi přitom stále vzrůstá s rostoucí složitostí soustav i s požadavky na jejich operační rychlost, na spolehlivost a bezpečnost, úsporu energie a materiálů i na ochranu životního prostředí. Přesto v osnovách technických škol dosud bývá simulacím věnován nedostatečný prostor. Počítače zde jsou obvykle využívány jen k řešení nenáročných „učebnicových“ úloh. Od studentů se přitom nejčastěji očekává, že si na papíru odvodí rovnice charakterizující dynamiku simulované soustavy, k nim si pak navíc stejným způsobem zkonstruují blokové schéma, a to teprve zadají např. do Simulinku.
Takovýto blokově orientovaný způsob modelování dynamiky simulovaných soustav se při řešení praktických úloh jeví jako velmi neefektivní a bývá zdrojem častých chyb i výpočetních problémů. Po tom, co díky mikroelektronice cena strojového času počítačů tak dramaticky klesla, ekonomickou efektivnost simulačních výpočtů určují náklady spojené s přípravou výpočtů, s dohledem na jejich průběh a s vyhodnocováním výsledků. Dalším nedostatkem osnov většiny technických škol je chybějící integrace tradičního dělení dynamiky na mechaniku, elektrické a magnetické obvody, hydrauliku, přenos tepla atd. Přitom se v dnešních technických soustavách tyto dynamické jevy uplatňují současně, ať již žádoucím nebo nežádoucím způsobem.
Kurz naproti tomu uvádí zájemce do snadného a systematického způsobu modelování dynamiky soustav, který žádnou „ruční“ formulaci rovnic nevyžaduje. Místo blokového schématu představujícího rovnice uživatel do počítače zadá v grafické podobě schéma charakterizující přímo skutečnou konfiguraci simulované soustavy. Toto schéma sestaví stavebnicovým způsobem z modelů částí, z nichž je reálná soustava složena. Jednotným způsobem jsou přitom respektovány dynamické jevy různé fyzikální podstaty. Jednotlivé části pak propojí úsečkami představujícími obousměrné energetické interakce mezi jednotlivými částmi prostřednictvím elektrických vodičů, hřídelí, úseků potrubí apod.
V kurzu je využíván simulační program Dynast, který pro uvedená schémata zadaná přímo v grafické podobě automaticky zformuluje příslušné rovnice, vyřeší je a požadované výsledky graficky znázorní. Tento výpočetně velmi robustní software, který je volně přístupný na //virtual.cvut.cz/dynastcz/, nevyžaduje znalost žádného simulačního jazyka. Lze jej ovládat zcela intuitivně prostřednictvím grafických dialogů. Je doprovázen knihovnami modelů mnoha součástí z různých technických disciplín a rozsáhlou sbírkou příkladů řešených úloh i řadou pomocných softwarových nástrojů pro přípravu, dokumentaci a animaci úloh.
Doc. Ing. Heřman Mann, DrSc.
Výpočetní a informační centrum ČVUT