Contribution à la modélisation 3D des systèmes électromagnétiques basse fréquence à l'aide de la méthode d'intégration finie (FIT) PDF Download
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Author: Julien Korecki
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Languages : fr
Pages : 148
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Book Description
La méthode des éléments finis (MEF) est la méthode la plus utilisée pour résoudre numériquement des problèmes rencontrés en mécanique, en thermique, en électromagnétisme, etc. Dans le domaine du génie électrique elle permet de réaliser la simulation de dispositifs électromagnétiques avec une grande précision. Cependant, devant les capacités grandissantes des outils de calcul, on est amené à modéliser des systèmes de plus en plus complexes. Paradoxalement, devant les temps de calcul importants que cela engendre, l’intérêt des industriels se porte sur des méthodes alternatives permettant d’obtenir des résultats plus rapidement. Les travaux menés durant cette thèse se sont portés sur l’étude d’une méthode alternative, la technique d’intégration finie (FIT). Cette méthode permet d’obtenir un bon compromis entre rapidité des temps de calcul et qualité de la solution. À travers des problèmes d’électrocinétique, de magnétostatique et de magnétodynamique, il est montré, avec ces travaux, que les résultats obtenus à l’aide de la FIT sont de bonnes qualités comparés à la méthode des éléments finis. Des outils appliqués à l’imposition des grandeurs globales électriques et magnétiques sont aussi présentés dans ce travail.
Author: Julien Korecki
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Languages : fr
Pages : 148
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Book Description
La méthode des éléments finis (MEF) est la méthode la plus utilisée pour résoudre numériquement des problèmes rencontrés en mécanique, en thermique, en électromagnétisme, etc. Dans le domaine du génie électrique elle permet de réaliser la simulation de dispositifs électromagnétiques avec une grande précision. Cependant, devant les capacités grandissantes des outils de calcul, on est amené à modéliser des systèmes de plus en plus complexes. Paradoxalement, devant les temps de calcul importants que cela engendre, l’intérêt des industriels se porte sur des méthodes alternatives permettant d’obtenir des résultats plus rapidement. Les travaux menés durant cette thèse se sont portés sur l’étude d’une méthode alternative, la technique d’intégration finie (FIT). Cette méthode permet d’obtenir un bon compromis entre rapidité des temps de calcul et qualité de la solution. À travers des problèmes d’électrocinétique, de magnétostatique et de magnétodynamique, il est montré, avec ces travaux, que les résultats obtenus à l’aide de la FIT sont de bonnes qualités comparés à la méthode des éléments finis. Des outils appliqués à l’imposition des grandeurs globales électriques et magnétiques sont aussi présentés dans ce travail.
Author: Francis Piriou
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784059226
Category : Computers
Languages : fr
Pages : 314
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Book Description
La modélisation numérique tient maintenant une place centrale dans la conception et l’étude des systèmes électromagnétiques. Dans le domaine des dispositifs fonctionnant en basse fréquence, c’est la méthode des éléments finis qui s’est imposée au cours de ces dernières décennies. Aujourd’hui, elle est couramment utilisée par les ingénieurs et les chercheurs dans l’industrie, ainsi que les centres de recherche. Cet ouvrage présente en détail toutes les étapes permettant, à partir des équations de Maxwell, d’aboutir aux équations à résoudre à l’aide d’un calculateur via la méthode des éléments finis. On passe ainsi des équations de base dans le domaine continu aux équations dans le domaine discret propre aux éléments finis. Cette démarche est menée avec un souci permanent de maintenir un lien entre la physique, c’est-à-dire les propriétés des champs électromagnétiques, et l’analyse numérique. De nombreux exemples académiques, que l’on retrouve lors des différentes étapes de la construction du modèle, permettent d’éclairer la compréhension des développements.
Author: Yvonnick Le Ménach
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Languages : fr
Pages : 110
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Ces travaux de synthèse abordent différents thèmes qui permettent d'améliorer la modélisation numérique. Notamment sue le choix de la méthode à utiliser. En effet dans cette synthèse est proposé une étude comparative entre la méthode des éléments finis, la technique d'intégration finie et la cell-method, en terme de qualité de la solution, de mise en œuvre et de rapidité. Ensuite, plusieurs méthodes de prise en compte du mouvement sont aussi comparées dans des termes équivalents à ceux proposés pour les méthodes de discrétisation. Néanmoins, des améliorations aux méthodes existantes sont proposées. Les estimateurs d'erreur numérique résiduels sont appliqués aux formulations en potentiels de la magnétostatique et de la magnétodynamique. Dans le cas la magnétostatique une comparaison avec les estimateurs d'erreur équilibrés est effectuée. Finalement, plusieurs types méthodes résolutions de système matriciel sont abordées . Dans le cas de la FIT, la parallélisation d'une méthode résolution directe est proposée. Afin d'accélérer les méthodes de Krylov pour résoudre un problème éléments finis un préconditionneur basé sur une matrice issue de la FIT a été développé
Author: Mathieu Aubertin
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Languages : fr
Pages : 168
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La méthode des éléments finis est une méthode de modélisation des systèmes, utilisée dans l’ensemble des domaines de la physique ainsi que dans l’ingénierie. Elle permet d’obtenir des résultats précis. Cependant la nécessité de modéliser des systèmes de plus en plus complexes, avec une précision de plus en plus grande, demande une puissance de calcul qui n’est pas toujours disponible. Il est ainsi nécessaire, afin de résoudre ces problèmes, de trouver des méthodes de calcul permettant de conserver cette précision, mais de réduire le temps de calcul.Une solution pour tenter de palier à ce défaut est de décomposer le problème complexe initial en plusieurs sous-problèmes, maillés indépendamment, et entre lesquels il est nécessaire de coupler les solutions. Quelques méthodes permettant de recoller ces maillages sont étudiées dans ce présent mémoire. Elles sont présentées ainsi que quelques outils liés, tels que des méthodes de résolution, et des fonctions de formes plus adaptées à leur utilisation. Il est montré, à travers ces travaux, qu’il est tout à fait possible de recoller les maillages en électrotechnique, et par là d’obtenir des résultats intéressants en terme de précision, et de qualité de solution. Cependant, les méthodes de résolution utilisées ici n’ont pas permis d’obtenir des temps de calculs satisfaisants pour les cas étudiés.
Author: Le Ha Hoang
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Languages : fr
Pages : 262
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Le corps humain est de plus en plus exposé à une pollution électromagnétique résultant de l'utilisation croissante de l'électricité. Bien que les conséquences sur la santé ne soient pas clairement établies, des réglementations européennes précisent notamment des valeurs de champ magnétique H, de champ électrique E, et de densité J de courants induits dans le corps à ne pas dépasser. Par ailleurs, le transport de l’énergie électrique attire l’attention depuis longtemps en raison des valeurs très importantes des grandeurs électriques. Compte tenu des difficultés liées à la mesure invasive de champs et de courant dans le corps, ce travail de thèse est consacré à la modélisation numérique 3D par Eléments Finis de ces phénomènes induits à la fréquence industrielle (50 ou 60 Hz). L’étude bibliographique fait le point sur les effets des champs sur la santé à court et long terme, les méthodes numériques et expérimentales utilisées pour la dosimétrie, et les caractéristiques électriques macroscopiques des organes. Partant des Equations de Maxwell, les deux formulations « classiques » (électro-quasi-statique, et ф – A ) sont mis en œuvre pour simuler séparément les effets des champs E et H sur des géométries simples. Les résultats mettent en évidence certaines contraintes liées aux conditions d’exposition, à la présence du sol et aux caractéristiques du corps humain. Puis une formulation unifiée est développée à partir des travaux d’A. Bossavit, et permet de prendre en compte l’exposition simultanée aux champs électrique et magnétique. Cette formulation est associée à une démarche en plusieurs étapes avec différents domaines d’étude (extérieur du corps, corps seul), des conditions d’interface, et des conditions aux limites spécifiques. Diverses simulations réalisées sur un modèle anatomique de corps humain illustrent les effets séparés et combinés des deux champs sur la répartition des courants induits. Des comparaisons avec les résultats obtenus par d’autres équipes de recherche avec d’autres méthodes numériques et modèles du corps humain, apportent une certaine validation en l’absence de résultats expérimentaux. Finalement, l’utilisation du modèle est illustrée pour les travailleurs sous tension sur les lignes.
Author: MOHAMED SALAH.. BEN HASSINE
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Languages : fr
Pages : 112
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LES METHODES TRIDIMENSIONNELLES DE SIMULATION DES CHAMPS ELECTROMAGNETIQUES CONNAISSENT UNE UTILISATION INTENSIVE DANS L'ANALYSE DES SYSTEMES DE PROPAGATION DES ONDES. EN PARTICULIER, LES APPROCHES TEMPORELLES PERMETTENT DE CARACTERISER SUR UNE LARGE BANDE UN DISPOSITIF GRACE A UNE EXCITATION TRANSITOIRE SUIVIE D'UNE ANALYSE DE FOURIER. EN MATIERE DE COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE (CEM), DE NOMBREUSES SITUATIONS CONDUISENT A ETUDIER LE COUPLAGE ENTRE PERTURBATIONS ELECTROMAGNETIQUES RAYONNEES ET PARTIES SENSIBLES SITUEES A L'INTERIEUR DE BOITIERS METALLIQUES. LE COUPLAGE EST GENERALEMENT REALISE PAR DES OUVERTURES (INTENSIONNELLES OU NON) DANS LES PAROIS DES BOITIERS. UNE ANALYSE FINE ET FIDELE DE CE TYPE DE PROBLEME ELECTROMAGNETIQUE MENE A LA RESOLUTION D'UN PROBLEME TRIDIMENSIONNEL DE DIFFRACTION DES ONDES ET IMPLIQUE BIEN SOUVENT UN COUT DE CALCUL TRES LOURD. UNE APPROCHE BASEE SUR LES ELEMENTS FINIS PERMET DE CONSIDERER PLUS AISEMENT DES GEOMETRIES COMPLEXES GRACE AU MAILLAGE NON STRUCTURE. UN MODELE TEMPOREL CLASSIQUE (METHODE CONSISTANTE) PAR ELEMENTS FINIS EN REGIME TRANSITOIRE IMPLIQUE L'INVERSION D'UNE MATRICE A CHAQUE PAS DE TEMPS. CECI PEUT CONDUIRE A UN COUT DE CALCUL IMPORTANT DANS LE CAS DE STRUCTURES DE GRANDE TAILLE. POUR REMEDIER A CETTE DIFFICULTE, LIEE A L'EMPLOI DES ELEMENTS FINIS, LA CONDENSATION DE MASSE OFFRE UNE ALTERNATIVE PUISSANTE. CETTE TECHNIQUE PERMET D'OBTENIR UN SCHEMA EN TEMPS EXPLICITE EVITANT AINSI UNE COUTEUSE INVERSION DU SYSTEME. NOUS AVONS DEVELOPPE UNE TELLE APPROCHE ASSOCIANT ELEMENTS FINIS ET CONDENSATION DE MASSE ET L'AVONS APPLIQUEE A DES SITUATIONS CARACTERISTIQUES RENCONTREES EN CEM IMPLIQUANT LA DIFFRACTION D'UNE ONDE PLANE PAR DIFFERENTS BOITIERS ELECTRONIQUES AVEC OUVERTURES. NOUS AVONS MONTRE EN PARTICULIER QUE LA CONDENSATION DE MASSE PERMET UNE REDUCTION TRES NETTE DU TEMPS DE RESOLUTION ET AMELIORE DE FACON TRES SIGNIFICATIVE LA CONVERGENCE DE LA METHODE.
Author: WEI-AN.. LONG
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Languages : fr
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NOUS AVONS PRESENTE DANS CE MEMOIRE UN MODELE NUMERIQUE POUR LA SIMULATION DE SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES. DANS CE MODELE, LES EQUATIONS MAGNETIQUES SONT COUPLEES AVEC CELLES DES CIRCUITS ELECTRIQUES, PUIS SONT DISCRETISEES PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. ENSUITE, NOUS AVONS PRESENTE DIFFERENTES METHODES POUR LA RESOLUTION SIMULTANEE DE CES EQUATIONS COUPLEES. EN VUE D'ECONOMISER LE TEMPS DE CALCUL ET LE STOCKAGE MEMOIRE, UN NOUVEL ALGORITHME, BASE SUR CELUI DE CHOLESKY, EST DEVELOPPE DANS CE TRAVAIL. PAR AILLEURS, LE MODELE PRESENTE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LE MOUVEMENT ET L'INCLINAISON DES ENCOCHES DANS LES MACHINES TOURNANTES. ENFIN, NOUS AVONS APPLIQUE LE MODELE DANS DEUX CAS DE SIMULATION: UN DISPOSITIF AYANT UNE STRUCTURE SIMPLE (TRANSFORMATEUR) ET UNE MACHINE A COURANT CONTINU
Author: Mohamad Farhat
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les matériaux supraconducteurs présentent des propriétés physiques et géométriques particulières qui exigent des approches de modélisation spatio-temporelle fines, où les méthodes classiques trouvent rapidement leurs limites en termes de convergence, de précision et de temps de calcul. Ce dernier peut être très conséquent, ce qui est incompatible avec les problèmes de dimensionnement et d'optimisation. Dans ce contexte, ce travail a pour objectif de développer des approches de modélisation multiphysique rapides pour le dimensionnement et l'optimisation des systèmes à base de supraconducteurs. Un intérêt particulier est porté pour les méthodes intégrales. Les verrous scientifiques à lever, qui constituent également l'originalité du travail, résident dans l'intégration des lois de comportement E(J) des supraconducteurs dans les schémas numériques de ce type de méthodes. Dans ce travail on développe un modèle numérique afin d'étudier la distribution de la densité de courant et d'estimer les pertes AC dans les supraconducteurs à haute température (HTS). Le modèle développé est basé sur une formulation intégro-différentielle en termes de potentiel vecteur électrique dans les deux domaines fréquentiel et temporel. Une campagne de test est menée afin de valider et de bien cerner les possibilités offertes et les limites de cette approche pour la modélisation des supraconducteurs.
Author: OECD
Publisher: OECD Publishing
ISBN: 9264545190
Category :
Languages : en
Pages : 152
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Book Description
The artificial intelligence (AI) landscape has evolved significantly from 1950 when Alan Turing first posed the question of whether machines can think. Today, AI is transforming societies and economies. It promises to generate productivity gains, improve well-being and help address global challenges, such as climate change, resource scarcity and health crises.
Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development
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ISBN: 9789283600046
Category : Aeronautics
Languages : en
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