Modélisation des composants électromagnétiques haute fréquence par la méthode des éléments finis PDF Download
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Book Description
En vue de répondre à l'absence de données complètes et réalistes de la part des fournisseurs, la connaissance du comportement des ferrites MnZn qui équipent les noyaux des composants haute fréquence a progressé nettement grâce à l'apport d'une nouvelle méthode de caractérisation des matériaux magnétiques. Contrairement aux méthodes normalisées, cette méthode, basée sur la mesure de deux impédances électriques complémentaires, permet d'accéder, à toute fréquence, aux données perméabilité et permittivité complexes. En ce qui concerne les formulations par éléments finis, les formulations générales en 3D ont été réécrites avec des propriétés physiques complexes, à l'aide de deux types de potentiel: le potentiel électrique et magnétique. Les hypothèses bidimensionnelles cartésienne et axisymétrique sont aussi utilisées. Le couplage avec les équations du circuit électrique d'alimentation est réalisé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps. Cette méthode généralement utilisée en 3D est adaptée pour les problèmes 2D. Les problèmes des capacités parasites liés aux effets des interactions électriques en haute fréquence sont aussi présentés. Pour la modélisation à des fréquences élevées, l'influence du champ magnétique sur le fonctionnement du composant n'est plus négligeable. Un modèle magnétique devient nécessaire afm de tenir compte de l'inductance d'un composant. Plusieurs études récentes sur les effets des interactions magnétiques électriques en haute fréquence sont montrées. Chaque méthode a comme particularité la nécessité des approximations, dans la plupart des cas géométriques, par rapport au problème qui est essentiellement tridimensionnel. Une modélisation par la méthode des éléments fmis utilisant la formulation axisymétrique couplée avec les équations de circuit électrique est proposée et bien adaptée pour une caractérisation électromagnétique des composants bobinés.
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En vue de répondre à l'absence de données complètes et réalistes de la part des fournisseurs, la connaissance du comportement des ferrites MnZn qui équipent les noyaux des composants haute fréquence a progressé nettement grâce à l'apport d'une nouvelle méthode de caractérisation des matériaux magnétiques. Contrairement aux méthodes normalisées, cette méthode, basée sur la mesure de deux impédances électriques complémentaires, permet d'accéder, à toute fréquence, aux données perméabilité et permittivité complexes. En ce qui concerne les formulations par éléments finis, les formulations générales en 3D ont été réécrites avec des propriétés physiques complexes, à l'aide de deux types de potentiel: le potentiel électrique et magnétique. Les hypothèses bidimensionnelles cartésienne et axisymétrique sont aussi utilisées. Le couplage avec les équations du circuit électrique d'alimentation est réalisé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps. Cette méthode généralement utilisée en 3D est adaptée pour les problèmes 2D. Les problèmes des capacités parasites liés aux effets des interactions électriques en haute fréquence sont aussi présentés. Pour la modélisation à des fréquences élevées, l'influence du champ magnétique sur le fonctionnement du composant n'est plus négligeable. Un modèle magnétique devient nécessaire afm de tenir compte de l'inductance d'un composant. Plusieurs études récentes sur les effets des interactions magnétiques électriques en haute fréquence sont montrées. Chaque méthode a comme particularité la nécessité des approximations, dans la plupart des cas géométriques, par rapport au problème qui est essentiellement tridimensionnel. Une modélisation par la méthode des éléments fmis utilisant la formulation axisymétrique couplée avec les équations de circuit électrique est proposée et bien adaptée pour une caractérisation électromagnétique des composants bobinés.
Author: FABIANO L. S.. GARCIA Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 140
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LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE PERMETTENT, D'ACQUERIR UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT DES COMPOSANTS ELECTROMAGNETIQUES EN HAUTE FREQUENCE SOIT AU NIVEAU DES MATERIAUX MAGNETIQUE, SOIT AU NIVEAU DES METHODES D'ANALYSES NUMERIQUES DES INTERACTIONS ELECTRIQUES MAGNETIQUES. EN VUE DE REPONDRE A L'ABSENCE DE DONNEES COMPLETES ET REALISTES DE LA PART DES FOURNISSEURS, LA CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT DES FERRITES MNZN QUI EQUIPENT LES NOYAUX DES COMPOSANTS HAUTE FREQUENCE A PROGRESSE NETTEMENT GRACE A L'APPORT D'UNE NOUVELLE METHODE DE CARACTERISATION DES MATERIAUX MAGNETIQUES. CONTRAIREMENT AUX METHODES NORMALISEES, CETTE METHODE, BASEE SUR LA MESURE DE DEUX IMPEDANCES ELECTRIQUES COMPLEMENTAIRES, PERMET D'ACCEDER, A TOUTE FREQUENCE, AUX DONNEES PERMEABILITE ET PERMITTIVITE COMPLEXES AU MOYEN DE RELATIONS ANALYTIQUES SIMPLES (MODELES ANALYTIQUES), ET CE, SANS FAIRE AUCUNE HYPOTHESE SUR LES VARIATIONS FREQUENTIELLES DES PARAMETRES RECHERCHES. L'UTILISATION DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS PERMET DE VALIDER TOUTES LES HYPOTHESES UTILISEE POUR LES MODELE ANALYTIQUES D'UN TORE DE FERRITE. LA POSSIBILITE DE DEROULEMENT DU TORE DE FERRITE, L'INFLUENCE DE LA HAUTEUR, ET DE LA METALLISATION, ONT ETE VERIFIES PAR SIMULATION EN UTILISANT DEUX FORMULATIONS, LA FORMULATIONS CHAMP MAGNETIQUE ET LA ELECTRODYNAMIQUE. EN CE QUI CONCERNE LES FORMULATIONS PAR ELEMENTS FINIS, LES DIFFERENTS MODELES RENCONTRES DANS LA PRATIQUE, NOTAMMENT L'ELECTRODYNAMIQUE ET LE MAGNETODYNAMIQUE SONT PRESENTES. LES FORMULATIONS GENERALES EN 3D ONT ETE REECRITES AVEC DES PROPRIETES PHYSIQUES COMPLEXES, A L'AIDE DE DEUX TYPES DE POTENTIEL : LE POTENTIEL ELECTRIQUE ET MAGNETIQUE. LES HYPOTHESES BIDIMENSIONNELLES CARTESIENNE ET AXISYMETRIQUE SONT AUSSI UTILISEES. LE COUPLAGE AVEC LES EQUATIONS DU CIRCUIT ELECTRIQUE D'ALIMENTATION EST REALISE PAR LA METHODE DES POTENTIELS ELECTRIQUES INTEGRES DANS LE TEMPS. CETTE METHODE GENERALEMENT UTILISEE EN 3D EST ADAPTEE POUR LES PROBLEMES 2D. LES PROBLEMES DES CAPACITES PARASITES LIES AUX EFFETS DES INTERACTIONS ELECTRIQUES EN HAUTE FREQUENCE SONT AUSSI PRESENTES. POUR LA MODELISATION A DES FREQUENCES ELEVEES, L'INFLUENCE DU CHAMP MAGNETIQUE SUR LE FONCTIONNEMENT DU COMPOSANT N'EST PLUS NEGLIGEABLE. UN MODELE MAGNETIQUE DEVIENT NECESSAIRE AFIN DE TENIR COMPTE DE L'INDUCTANCE D'UN COMPOSANT. PLUSIEURS ETUDES RECENTES SUR LES EFFETS DES INTERACTIONS MAGNETIQUES ELECTRIQUES EN HAUTE FREQUENCE SONT MONTREES. CHAQUE METHODE A COMME PARTICULARITE LA NECESSITE DES APPROXIMATIONS, DANS LA PLUPART DES CAS GEOMETRIQUES, PAR RAPPORT AU PROBLEME QUI EST ESSENTIELLEMENT TRIDIMENSIONNEL. UNE MODELISATION PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS UTILISANT LA FORMULATION AXISYMETRIQUE COUPLEE AVEC LES EQUATIONS DE CIRCUIT ELECTRIQUE EST PROPOSEE ET BIEN ADAPTEE POUR UNE CARACTERISATION ELECTROMAGNETIQUE DES COMPOSANTS BOBINES.
Author: Francis Piriou Publisher: ISTE Group ISBN: 1784059226 Category : Computers Languages : fr Pages : 314
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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.
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CE TRAVAIL DE THESE A PERMIS LA MISE AU POINT ET L'IMPLEMENTATION D'UNE METHODE DE SIMULATION ELECTROMAGNETIQUE TRIDIMENSIONNELLE BASEE SUR LES DIFFERENCES FINIES DANS LE DOMAINE TEMPOREL (FDTD - FINITE DIFFERENCE TIME DOMAIN). LE LOGICIEL QUI A ETE REALISE SERT A CARACTERISER DES STRUCTURES PLANAIRES, NOTAMMENT CELLES UTILISEES DANS LES CIRCUITS INTEGRES MONOLITHIQUES MICROONDES (MMIC - MICROWAVE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUITS). LE CHAPITRE 1 PRESENTE LE CONTEXTE DE L'ETUDE. DANS LE CHAPITRE 2 NOUS PRESENTONS EN DETAIL LA METHODE QUI EST A LA BASE DE NOS SIMULATIONS. IL RESULTE QU'ELLE PRESENTE DES AVANTAGES IMPORTANTS: TRES BONNE GENERALITE, CARACTERISATION LARGE BANDE D'UNE STRUCTURE APRES UNE SEULE SIMULATION, POSSIBILITE DE PRENDRE EN COMPTE A LA FOIS DES STRUCTURES FERMEES ET DES STRUCTURES OUVERTES. DANS LE CHAPITRE 3, LA METHODE A ETE VALIDEE PAR L'ETUDE D'UNE CAVITE RESONANTE A 30 GHZ, D'UNE LIGNE MICRORUBAN UNIFORME, ET D'UN TROU METALLISE SUR UNE LIGNE MICRORUBAN. DANS LE CHAPITRE 4, UNE ETUDE COMPLETE A ETE EFFECTUEE SUR LES STRUCTURES COPLANAIRES UTILISEES DANS LES MMIC. NOUS AVONS ETUDIE DES LIGNES UNIFORMES, DES DISCONTINUITES UNIAXIALES (COURT- CIRCUIT, CIRCUIT OUVERT, GAP, SAUT DE LARGEUR) ET DES DISCONTINUITES MULTIAXIALES (COUDE ANGLE DROIT, TE, AVEC OU SANS PONTS A AIR). UNE ETUDE COMPARATIVE A ETE REALISEE ENTRE DEUX SOLUTIONS POSSIBLES POUR LA SUPPRESSION DU MODE FENTES COUPLEES DANS LES MMIC: LE PONT A AIR ET LES TROUS METALLISES. LE CHAPITRE 5 PRESENTE L'ETUDE DES INTERCONNEXIONS ENTRE DES MODULES MMIC ET DES MODULES HYBRIDES. ON A AINSI PRESENTE LES VARIATIONS DES PARAMETRES S DE L'INTERCONNEXION EN FONCTION DES PARAMETRES TECHNOLOGIQUES DE CELLE-CI. DANS LE CHAPITRE 6, LA SIMULATION D'UNE ANTENNE PLANAIRE A DONNE DES RESULTATS TOUT A FAIT CONFORMES AUX MESURES EXPERIMENTALES. LES CONCLUSIONS DE CE TRAVAIL SONT PRESENTEES DANS LE CHAPITRE 7.
Author: MOHAMED SALAH.. BEN HASSINE Publisher: ISBN: Category : 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.
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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: François Janod Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail a porte sur le developpement de methodes numeriques permettant de simuler la propagation des ondes sismiques large bande dans des milieux a geometries tridimensionnelles simples, caracterises par un nombre reduit de discontinuites : par exemple un modele simplifie des alpes (topographie et moho) ou un volcan. Dans une telle modelisation, le champ incident peut etre aussi bien une onde de surface qu'une onde plane, ou emaner d'une source ponctuelle superficielle. Une introduction generale precise les objectifs de cette etude, et examine les differentes methodes numeriques utilisees en sciences de la terre. Une methode d'elements de frontiere reposant sur une representation integrale directe formulee en temps a ete developpee. Son schema de resolution explicite permet de s'affranchir des limitations rencontrees en 3d par la formulation en frequence. Nous obtenons des resultats d'une precision tres satisfaisante. Les limitations de la methode viennent de l'amplification possible du bruit numerique, et surtout d'une croissance rapide du temps de calcul, qui restreint la taille des modelisations realisables. Cette etude constitue les deux premiers chapitres du memoire. Des expressions analytiques des fonctions de green des les milieux elastiques a gradient de vitesse constant ont ete proposees de facon heuristique par sanchez-sesma et al. (1999). Leur emploi etendrait le domaine d'application des methodes integrales. Au chapitre 3, nous testons ces fonctions pour le cas 3d, et determinons leur applicabilite. Finalement, pour s'affranchir des limitations des methodes integrales sur la taille des modeles simulables, tout en utilisant leur capacite a resoudre avec precision les conditions de surface libre, nous avons demarre l'etude d'une methode hybride combinant elements de frontiere et methode de differences finies, en frequence. Le dernier chapitre propose essentiellement une etude de l'optimisation d'un schema de differences finies d'ordre 2.
Author: IEEE Staff Publisher: ISBN: 9781728101729 Category : Languages : en Pages :
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DCIS is an international meeting for researchers in the highly active fields of micro and nano electronic circuits and integrated systems It provides an excellent forum to present and discuss works on the emerging challenges offered by technology, in the areas of modeling, design, implementation and test of devices, circuits and systems New topics related to emerging technologies, security and new computing paradigms and hardware such as Machine Learning will be included in the 2018 edition
Author: Kathleen M. Clark Publisher: Springer ISBN: 3319739247 Category : Education Languages : en Pages : 389
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This book includes 18 peer-reviewed papers from nine countries, originally presented in a shorter form at TSG 25 The Role of History of Mathematics in Mathematics Education, as part of ICME-13 during. It also features an introductory chapter, by its co-editors, on the structure and main points of the book with an outline of recent developments in exploring the role of history and epistemology in mathematics education. It serves as a valuable contribution in this domain, by making reports on recent developments in this field available to the international educational community, with a special focus on relevant research results since 2000. The 18 chapters of the book are divided into five interrelated parts that underlie the central issues of research in this domain: 1. Theoretical and conceptual frameworks for integrating history and epistemology in mathematics in mathematics education; 2. Courses and didactical material: Design, implementation and evaluation; 3. Empirical investigations on implementing history and epistemology in mathematics education; 4. Original historical sources in teaching and learning of and about mathematics; 5. History and epistemology of mathematics: Interdisciplinary teaching and sociocultural aspects. This book covers all levels of education, from primary school to tertiary education, with a particular focus on teacher education. Additionally, each chapter refers to and/or is based on empirical research, in order to support, illuminate, clarify and evaluate key issues, main questions, and conjectured theses raised by the authors or in the literature on the basis of historical-epistemological or didactical-cognitive arguments.
Author: Hugh C. Foot Publisher: ISBN: Category : Education Languages : en Pages : 416
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This fascinating compilation reviews the recent research on children's helping relationships outside the classroom setting. The focus is on the application of peer group help in familial, medical, therapeutic and health education contexts. Features ideas and insights from an impressive field of international contributors who offer a broad array of theoretical and practical perspectives on the issues surrounding children's helping relationships.
Author: Fabiano Luiz Santos Garcia
Author: Fabiano Luiz Santos Garcia
Author: FABIANO L. S.. GARCIA
Author: Francis Piriou
Author: SILVIU.. VISAN
Author: MOHAMED SALAH.. BEN HASSINE
Author: Julien Korecki
Author: François Janod
Author: IEEE Staff
Author: Kathleen M. Clark
Author: Hugh C. Foot