Simulation thermique par éléments finis

25/04/2016
Publication 3EI 3EI 2016-84
OAI : oai:www.see.asso.fr:1044:2016-84:16441
DOI :
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
- Accès libre pour les ayants-droit
 

Résumé

Simulation thermique par éléments finis

Métriques

16
4
505.7 Ko
 application/pdf
bitcache://553bbe60dd39996084844e9d6a1156415c582110

Licence

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés)
<resource  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                xmlns="http://datacite.org/schema/kernel-4"
                xsi:schemaLocation="http://datacite.org/schema/kernel-4 http://schema.datacite.org/meta/kernel-4/metadata.xsd">
        <identifier identifierType="DOI">10.23723/1044:2016-84/16441</identifier><creators><creator><creatorName>Jean-Philippe ILARY</creatorName></creator></creators><titles>
            <title>Simulation thermique par éléments finis</title></titles>
        <publisher>SEE</publisher>
        <publicationYear>2016</publicationYear>
        <resourceType resourceTypeGeneral="Text">Text</resourceType><dates>
	    <date dateType="Created">Mon 25 Apr 2016</date>
	    <date dateType="Updated">Mon 25 Jul 2016</date>
            <date dateType="Submitted">Fri 20 Apr 2018</date>
	</dates>
        <alternateIdentifiers>
	    <alternateIdentifier alternateIdentifierType="bitstream">553bbe60dd39996084844e9d6a1156415c582110</alternateIdentifier>
	</alternateIdentifiers>
        <formats>
	    <format>application/pdf</format>
	</formats>
	<version>27506</version>
        <descriptions>
            <description descriptionType="Abstract"></description>
        </descriptions>
    </resource>
.

Simulation thermique par éléments finis La Revue 3EI n°84 Avril 2016 Hors Thème 55 Simulation thermique par éléments finis Jean-Philippe ILARY Lycée Jules Ferry 29 rue du Maréchal JOFFRE 78000 VERSAILLES 1. Introduction Le logiciel femm (http://www.femm.info) utilisé ici permet l’étude d’application (en 2D uniquement) dans le domaine magnétique, thermique et électrostatique. Ce logiciel se base sur l’étude des éléments finis. Il est très utilisé dans le milieu universitaire et de la recherche. Il est possible de l’interfacer avec plusieurs logiciels dont Mathematica et Scilab. 2. Démarche de la simulation Pour effectuer une simulation sur femm, il est nécessaire de procéder classiquement sur ce type de logiciel : Lancer le logiciel femm et créer un nouveau problème Le problème doit au préalable être configuré : 3. Préprocesseur Cette étape permet de définir les géométries du problème et de définir les conditions aux limites. 3.1. Dessiner l’élément dans le plan Les icones ci-après permettent de dessiner la coupe (plan) de l’élément à simuler. Il est OBLIGATOIRE de commencer par dessiner les points , ensuite seulement dessiner les traits ou arcs entre ces points . Ensuite il reste à définir les matériaux des zones fermées . Pour faciliter le positionnement des points, il est conseillé de tout d’abord paramétrer la grille ainsi : Pour faciliter le positionnement des points, il est parfois utile d’activer l’accroche à la grille Mais si l’on connait les coordonnées des points, il est plus simple de les saisir. Pour cela appuyer sur et surla touche tabulation. Le repère sur la zone de dessin est : Préprocesseur Desssiner le modèle Processeur Définir les paramètres et lancer la simulation Postprocesseur Exploitation de la simulation Résumé :FEMM 4.2 est un logiciel s’appuyant sur la modélisation par éléments finis. Il permet l’étude de problématique dans le domaine électrotechnique. Je présente ici un exemple d’étude simple, qui vous permettra de développer votre propre étude.    Simulation thermique par éléments finis La Revue 3EI n°84 Avril 2016 Hors Thème 56 La résistance va être dessinée suivant la coupe A-A. Les points sont les suivants : Depth = 19mm 3.2. Matériaux Définir ensuite les matériaux présents dans les différentes zones. Pour cela il est tout d’abord obligatoire de définir les matériaux avant de pouvoir les placer. Choisir dans la liste des matériaux prédéfinis les éléments ci-dessus. Ils seront alors disponibles lors du placement des matériaux des zones. Sélectionner l’icône et placer dans chaque zone fermées un point de matériau. Un clic droit sur ce nouveau point permet d’ouvrir la fenêtre de définition du matériau. N’ayant pas de céramique dans la liste des matériaux prédéfinis, on le remplacera par du sable à la place. On doit aboutir au schéma suivant : Voilà, il reste maintenant à définir les conditions aux limites et lancer la simulation 3.3. Processeur Sans une définition aux limites, le calcul ne pourra aboutir (pas de terminaison). Le rectangle délimitant la zone d’air sera fixé à la température de 25°C (=298,15 K). Attention, le logiciel comprend 298.15 et non 298,15. Le menu Proprerties/Boundary permet l’accès au menu : Sélectionner l’icône  (trait ou arc) et effectuer un clic droit sur tous les segments devant recevoir la condition aux limites. Puis l’appuie sur la barre espace fait apparaître le menu permettant de la définir. A A (0,0) (11,11)(0,11) (0,2) (11,0) (0,0) x y Convection naturelle Simulation thermique par éléments finis La Revue 3EI n°84 Avril 2016 Hors Thème 57 Maintenant, il faut définir le flux d’énergie qui apparaîtra au cœur de la résistance. Le menu Proprities/Conductors permet d’accéder au choix de la source d’énergie. On va réaliser une simulation pour Pd=8W à dissiper. Soit pour un segment (W=Pd/4) afin de simuler que les 8W s’ont dissipée sur le cercle. Sélectionner les deux limites comme indiqué ci- dessous et appuyer sur la barre espace pour appliquer l’énergie. 3.4. Post processeur Lancer la simulation en cliquant sur les icônes l’un après l’autre : 4. Exemple de scipt LUA Ce script va générer un ensemble d’images au format bmp. Il suffit après de les assembler pour former une animation. La programmation de ce type de script LUA est utilisé par exemple en simulation de problème magnétique pour voir les évolutions des lignes de champs. Ce langage est simple et il ne faut pas avoir peur de se lancer. Voilà, j’espère que cette petite introduction vous aura été utile, car les exemples en thermique avec ce logiciel ne sont pas légions.