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Commit 19f006ca authored by Julien Fontchastagner's avatar Julien Fontchastagner
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...@@ -14,7 +14,7 @@ Dans le cas de problèmes 2D plans ou axisymétriques, la formulation en potenti ...@@ -14,7 +14,7 @@ Dans le cas de problèmes 2D plans ou axisymétriques, la formulation en potenti
Dans ces cas, la jauge de Coulomb $(\text{div}\\,{\bf a} = 0)$ est automatiquement vérifiée et n'a pas besoin d'être spécifiquement imposée. Dans ces cas, la jauge de Coulomb $(\text{div}\\,{\bf a} = 0)$ est automatiquement vérifiée et n'a pas besoin d'être spécifiquement imposée.
Pour définir $W^1$ approximant $\text{H}({\bf rot},\Omega)$, il existe dans GetDP des fonctions de base spécialement dédiées. Elles sont associées à des arrêtes fictives perpendiculaires au plan d'étude s'appuyant sur les nœuds du domaine. En pratique, nous pourrons définir notre espace d'aproximation comme suit : Pour définir $W^1$ approximant $\textbf{H}({\bf rot},\Omega)$, il existe dans GetDP des fonctions de base spécialement dédiées. Elles sont associées à des arrêtes fictives s'appuyant sur les nœuds du domaine et perpendiculaires au plan d'étude. En pratique, nous pourrons définir notre espace d'aproximation comme suit :
```c++ ```c++
FunctionSpace { FunctionSpace {
{ Name Hrot ; Type Form1P ; { Name Hrot ; Type Form1P ;
...@@ -98,10 +98,12 @@ Un exemple de résultat possible pourrait être par exemple : ...@@ -98,10 +98,12 @@ Un exemple de résultat possible pourrait être par exemple :
Apprès avoir détaillé son principe de fonctionnement, résoudre le problème correspondant à un coupleur à aimants tel que représenté ci-dessous : Apprès avoir détaillé son principe de fonctionnement, résoudre le problème correspondant à un coupleur à aimants tel que représenté ci-dessous :
{{< figure src="../../../images/figures/coupleur2D.png" title="Représentation schématique du coupleur considéré">}} {{< figure src="../../../images/figures/coupleur2D.png" title="Représentation schématique d'un pôle de coupleur considéré">}}
Pour gagner du temps, **vous pouvez télécharger la géométrie en** {{% button href="../../../files/geometrie_coupleur_2D.zip" icon="fas fa-download" icon-position="right" %}}cliquant sur ce lien{{% /button %}}.
{{% notice note %}} {{% notice note %}}
**Il faudra utiliser des conditions de périodicité si vous voulez réduire le domaine d'étude.** **Il faudra utiliser des conditions de périodicité puisque nous travaillerons sur un pôle.**
{{% /notice %}} {{% /notice %}}
Je vous donne un exemple d'implantation de ce type de conditions ci-dessous : Je vous donne un exemple d'implantation de ce type de conditions ci-dessous :
...@@ -110,12 +112,17 @@ Constraint { ...@@ -110,12 +112,17 @@ Constraint {
{Name Anticyclique; {Name Anticyclique;
Case { Case {
{ Region Gauche; Type Link; RegionRef Droite; { Region Gauche; Type Link; RegionRef Droite;
Coefficient (-1) ; Function Rotate[ Vector[$X,$Y,$Z], 0, 0, -Pi/pp ] ; } Coefficient (-1) ; Function Rotate[ Vector[$X,$Y,$Z], 0, 0, -Pi/p ] ; }
} }
} }
} }
``` ```
Et pour gagner du temps, **vous pouvez télécharger la géométrie en** {{% button href="../../../files/geometrie_coupleur_2D.zip" icon="fas fa-download" icon-position="right" %}}cliquant sur ce lien{{% /button %}}.
{{% notice tip %}}
Pour le calcul du couple, une bonne approche consiste à moyenner, sur le volume d'entrefer sous un pôle $(V_e = S_e\\,L_z)$, l'expression obtenue par le tenseur de Maxwell. Montrer préalablement (sur papier) que cette moyenne peut s'écrire : $$ \displaystyle \Gamma = \frac{2\\,p~L_z}{\mu_0\\,e} \iint\_{S_e} \frac{(x^2-y^2)\\,b_x b_y + x y\\,(b_y^2-b_x^2)}{\sqrt{x^2+y^2}}\\,dxdy$$
Cette formule sera ensuite facile à implanter dans le post-processeur de GetDP.
{{% /notice %}}
{{% notice info %}} {{% notice info %}}
Cet exemple est tiré de cet [**excellent article des Techniques de l'Ingénieur**](https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/energies-th4/generalites-sur-les-machines-electriques-tournantes-42250210/conception-par-optimisation-des-actionneurs-electromecaniques-d3416/). *Oui, je fais de l'auto-promo* 😉 Cet exemple est tiré de cet [**excellent article des Techniques de l'Ingénieur**](https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/energies-th4/generalites-sur-les-machines-electriques-tournantes-42250210/conception-par-optimisation-des-actionneurs-electromecaniques-d3416/). *Oui, je fais de l'auto-promo* 😉
......
...@@ -12,7 +12,7 @@ math: true ...@@ -12,7 +12,7 @@ math: true
## Conditions de Jauge sur le potentiel vecteur magnétique ## Conditions de Jauge sur le potentiel vecteur magnétique
Nous avons déjà vu plusieurs fois précédemment que le potentiel vecteur Nous avons déjà vu plusieurs fois précédemment que le potentiel vecteur
magnétique ${\bf a}$ était définit à un champ de gradient près et qu'il était magnétique ${\bf a}$ était défini à un champ de gradient près et qu'il était
donc nécessaire de le jauger pour assurer l'unicité de la solution. donc nécessaire de le jauger pour assurer l'unicité de la solution.
Dans le chapitre précédent, [deux méthodes ont été présentées](../../../principe/discret/whitney/#condition-de-jauge) Dans le chapitre précédent, [deux méthodes ont été présentées](../../../principe/discret/whitney/#condition-de-jauge)
...@@ -22,8 +22,9 @@ que la manière de les définir dans GetDP. ...@@ -22,8 +22,9 @@ que la manière de les définir dans GetDP.
### Jauge de Coulomb ### Jauge de Coulomb
Par application directe de la [**méthode du chapitre 2**](http://localhost:1313/ensem/emag-bf/principe/discret/whitney/#jauge-de-coulomb), Par application directe de la [**méthode du chapitre 2**](http://localhost:1313/ensem/emag-bf/principe/discret/whitney/#jauge-de-coulomb), nous allons définir un champ scalaire $\xi$ dont le gradient permettra d'assurer $\text{div}\\,{\bf a} = 0$ en l'introduisant comme multiplicateur de Lagrange dans la formulation.
La formulation en potentiel vecteur dans le domaine discret est :
Ainsi la formulation ccomplète dans le domaine discret sera :
$$\boxed{\left\\{\begin{aligned}&\text{Trouver}~{\bf a_h} \in W_0^1,~\xi_h \in W_0^0~\text{tels que :} \\\\ &\left(\mu^{-1}\\,{\bf rot\\,a_h},{\bf rot\\,a_h'}\right)\_{\Omega} + \left(\mu^{-1}\\,{\bf b_r},{\bf rot\\,a_h'}\right)\_{\Omega_a} + \left(-{\bf j_s},{\bf a_h'}\right)\_{\Omega} + \left({\bf grad}\\,\xi_h,{\bf a_h'}\right)\_{\Omega} = 0,~ \forall\\,{\bf a_h'} \in W_0^1 \\\\ &\left({\bf a_h},{\bf grad}\\,\xi_h'\right)\_{\Omega} = 0, \forall \\, \xi'_h \in W_0^0 \end{aligned}\right.}$$ $$\boxed{\left\\{\begin{aligned}&\text{Trouver}~{\bf a_h} \in W_0^1,~\xi_h \in W_0^0~\text{tels que :} \\\\ &\left(\mu^{-1}\\,{\bf rot\\,a_h},{\bf rot\\,a_h'}\right)\_{\Omega} + \left(\mu^{-1}\\,{\bf b_r},{\bf rot\\,a_h'}\right)\_{\Omega_a} + \left(-{\bf j_s},{\bf a_h'}\right)\_{\Omega} + \left({\bf grad}\\,\xi_h,{\bf a_h'}\right)\_{\Omega} = 0,~ \forall\\,{\bf a_h'} \in W_0^1 \\\\ &\left({\bf a_h},{\bf grad}\\,\xi_h'\right)\_{\Omega} = 0, \forall \\, \xi'_h \in W_0^0 \end{aligned}\right.}$$
...@@ -141,5 +142,41 @@ FunctionSpace { ...@@ -141,5 +142,41 @@ FunctionSpace {
### Retour sur notre inductance pour électronique de puissance ### Retour sur notre inductance pour électronique de puissance
Dans le problème de [dimensionnement d'inductance](../cas2d/#dimensionnement-dune-inductance-pour-électronique-de-puissance) de la page précédente, nous avons
utilisé un modèle 2D alors que l'épaisseur de la ferrite utilisée est relativement faible.
Il serait donc judicieux de valider (ou non) cette hypothèse par un calcul 3D.
Pour ce faire, je vous fournis le modèle complet (réduit à un huitième de géométrie gràce aux symétries) à {{% button href="../../../files/Inductance3D.zip" icon="fas fa-download" icon-position="right" %}}Télécharger ici{{% /button %}}.
Avec, vous pourrez :
- tester les deux types de jauge en linéaire et non-linéaire ;
- observer les valeurs des champs tels que l'induction dans le circuit magnétique par exemple :
![Champ dans l'inductance en 3D](../../../images/figures/inductance3D.png "Induction dans la Ferrite")
- tester votre design et vérifier si vous respectez le cahier des charges (250 µH sous 15 A) ;
- tracer la valeur de l'inductance en fonction du courant :
![Inductance en fonction du courant](../../../images/figures/LdeI.png "Inductance en fonction du courant")
---
### Retour sur notre accouplement à aimants permanents
L'accouplement étudié page précédente reposait lui aussi sur l'hypothèse que les
effets de bords sont négligeables et il serait opportun de le vérifier.
Résoudre le problème en 3D et comparer les deux formulations :
1. en **potentiel vecteur magnétique** (avec la jauge que vous voulez) ;
2. en **potentiel scalaire magnétique**.
Pour gagner du temps, je vous fournis encore la géométie 3D en {{% button href="../../../files/geometrie_coupleur_3D.zip" icon="fas fa-download" icon-position="right" %}}cliquant ici{{% /button %}}. Un exemple de géométrie possible est représenté ci-dessous :
{{< figure src="../../../images/figures/coupleur3D.png" title="Représentation schématique du coupleur considéré">}}
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