Modeling the Infinite and Taking into Account of Thin Magnetic RegionsApplication to the modeling of ship magnetizations

Autor: Brunotte, Xavier
Přispěvatelé: Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble (G2ELab), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique Grenoble (INPG), Gérard MEUNIER, Garcia, Sylvie
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 1991
Předmět:
Zdroj: Energie électrique. Institut National Polytechnique Grenoble (INPG), 1991. Français
Popis: This memoir présents the computation of ship magnetizations using the finite élément method. The difficulties of such a modeling originate in :-the very sophisticated geometry, due for a large part, to the disproportion between the thickness of the iron plates and the global size of a ship,-the boundless domain whose modeling is really important : indeed the source (the earth field) is exterior to the geometry and the interesting field is the magnetic anomaly created by the ship outside the ship.Without suitable numerical tools, this modeling would not be possible, because the obtained number of finite éléments, or nodal unknowns, would be too important (supposing that meshing such a geometry would hâve been feasible). Thus we developed new numerical methods. We used them for the modeling of ship magnetizations, but they may be applied with benefits for différent class of problems. Thèse numerical tools are :-the infinité modeling by using the coupling of finite éléments method and the boundary intégral équations method. We focus our attention on the axisymmetric formulations for one part and on reduced scalar potential for the other part.-the infinité modeling by using transformations. Thèse transformations map the real boundless domain to an image closed domain, which is then meshed by finite éléments. Locally applying the transformation on each élément leads to a new set of finite éléments -the mapped finite éléments -, which could model an infinité domain. Some transformations are proposed in this memoir, one of them - the parallelepipedic transformation - is especially efficient for 3D problems.-the modeling of thin magnetic régions, by the use of surface or line éléments whichallow to reduce the meshing problems. Thèse éléments may be used as soon as the statefunctions can be considered as constant through the thickness or section of the thin régions.
Ce mémoire présente le calcul des aimantations de navires en utilisant la méthode des éléments finis. Les difficultés d'une telle modélisation proviennent de:- la géométrie très sophistiquée, due en grande partie à la disproportion entre l'épaisseur des plaques de fer et la taille globale d'un navire,- le domaine illimité dont la modélisation est vraiment importante: en effet la source (le champ terrestre) est extérieure à la géométrie et le champ intéressant est l'anomalie magnétique créée par le navire à l'extérieur du navire.Sans outils numériques appropriés, cette modélisation ne serait pas possible, car le nombre obtenu d'éléments finis, ou d'inconnues nodales, serait trop important (en supposant qu'un maillage d'une telle géométrie aurait été réalisable). Nous avons donc développé de nouvelles méthodes numériques. Nous les avons utilisés pour la modélisation des aimantations de navires, mais ils peuvent être appliqués avec des avantages pour différentes classes de problèmes. Ces outils numériques sont:- la modélisation à l'infini en utilisant la méthode du couplage des éléments finis et la méthode des équations intégrales aux limites. Nous nous concentrons sur les formulations axisymétriques d’une part et sur le potentiel scalaire réduit de l’autre partie.- la modélisation à l'infini en utilisant des transformations. Ces transformations mappent le vrai domaine illimité sur un domaine fermé d’image, qui est ensuite maillé par des éléments finis. L’application locale de la transformation sur chaque élément conduit à un nouvel ensemble d’éléments finis -les éléments finis mappés -, qui pourraient modéliser un domaine infini. Certaines transformations sont proposées dans ce mémoire, l'une d'elles, la transformation parallélépipédique, est particulièrement efficace pour les problèmes 3D.- la modélisation de régions magnétiques minces, par l’utilisation d’éléments de surface ou de ligne quipermettre de réduire les problèmes de maillage. Ces éléments peuvent être utilisés dès que l'étatles fonctions peuvent être considérées comme constantes dans l'épaisseur ou la section des régions minces.
Databáze: OpenAIRE
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