Thèses : « Code de simulation électromagnétique »

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Weber, Bruno. « Optimisation de code Galerkin discontinu sur ordinateur hybride : application à la simulation numérique en électromagnétisme ». Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD046/document.

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Nous présentons dans cette thèse les évolutions apportées au solveur Galerkin Discontinu Teta-CLAC, issu de la collaboration IRMA-AxesSim, au cours du projet HOROCH (2015-2018). Ce solveur permet de résoudre les équations de Maxwell en 3D, en parallèle sur un grand nombre d'accélérateurs OpenCL. L'objectif du projet HOROCH était d'effectuer des simulations de grande envergure sur un modèle numérique complet de corps humain. Ce modèle comporte 24 millions de mailles hexaédriques pour des calculs dans la bande de fréquences des objets connectés allant de 1 à 3 GHz (Bluetooth). Les applications sont nombreuses : téléphonie et accessoires, sport (maillots connectés), médecine (sondes : gélules, patchs), etc. Les évolutions ainsi apportées comprennent, entre autres : l'optimisation des kernels OpenCL à destination des CPU dans le but d'utiliser au mieux les architectures hybrides ; l'expérimentation du runtime StarPU ; le design d'un schéma d'intégration à pas de temps local ; et bon nombre d'optimisations permettant au solveur de traiter des simulations de plusieurs millions de mailles
In this thesis, we present the evolutions made to the Discontinuous Galerkin solver Teta-CLAC – resulting from the IRMA-AxesSim collaboration – during the HOROCH project (2015-2018). This solver allows to solve the Maxwell equations in 3D and in parallel on a large amount of OpenCL accelerators. The goal of the HOROCH project was to perform large-scale simulations on a complete digital human body model. This model is composed of 24 million hexahedral cells in order to perform calculations in the frequency band of connected objects going from 1 to 3 GHz (Bluetooth). The applications are numerous: telephony and accessories, sport (connected shirts), medicine (probes: capsules, patches), etc. The changes thus made include, among others: optimization of OpenCL kernels for CPUs in order to make the best use of hybrid architectures; StarPU runtime experimentation; the design of an integration scheme using local time steps; and many optimizations allowing the solver to process simulations of several millions of cells

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Briault, Franck. « Contribution à la prédiction des perturbations électromagnétiques engendrées par un véhicule électrique ». Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112461.

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Résumé :

La prise en compte des aspects CEM dans le développement des projets automobile passe par l'adoption d'outils de prédiction numérique. Ce travail de thèse, réalisé au sein de la société PSA Peugeot Citroën, s'inscrit dans cet objectif long terme, en application aux émissions rayonnées par le véhicule électrique. En entrant plus dans le détail du fonctionnement du véhicule électrique, nous sommes contraints de formuler une hypothèse simplificatrice, supposant la bonne qualité des blindages utilisés pour les boîtiers électroniques. Une comparaison de résultats numériques a donc été réalisée, entre le rayonnement propre d'un boîtier électronique blindé, et celui d'une structure câblée. Pour cela, une phase essentielle fut l'obtention d'un modèle numérique du blindage du boîtier, ce qui n'est possible que par validations expérimentales. Le simulateur expérimental d'onde plane existant chez PSA nous permet de caractériser assez rapidement l’efficacité du blindage du boîtier, par des tests à la réception. C'est ce même critère qui nous permet alors de valider un modèle numérique, en transposant en calcul l'illumination du blindage. Parallèlement, ce travail de validation a permis de poursuivre chez AEROSPATIALE le développement de l'outil de simulation ASERIS-BE©, pour l'adapter aux contraintes d'un usage automobile. Ainsi on a pu mettre en cause la qualité des blindages utilisés en production sur ce type de véhicule, qui dans des configurations particulières (champ magnétique basse fréquence) provoquent un rayonnement significatif. Cette remarque a été mise à profit pour évaluer le champ magnétique rayonné dans un véhicule réel. La prédiction numérique a alors permis de tirer des conclusions, concernant les risques d'interférences, et l'emplacement des récepteurs sensibles à ce type de perturbations
Taking into account EMC aspects during the development of automotive projects needs to make use of numerical prediction tools. This present work, which has been realised in the PSA Peugeot Citroën company, gives a contribution to this long term goal, applied to the emissivity of the electric vehicle. Due to the high degree of complexity of this type of vehicle, we have to elaborate an hypothesis to simplify the representation, based on the high supposed shielding effectiveness of the electronic enclosure used. A numerical comparison has been obtained, between the radiation of a shielded electronic enclosure, and a typical structure with cables. Yet, it is necessary to obtain a numerical model of the shielded enclosure. To validate such a model, comparisons between computation and measurements are required. The plane wave experimental simulator existing at PSA permits to caracterise quickly the shielding effectiveness of the enclosure, by way of reception tests. Likewise, this property is used to validate the numerical modelisation, simulating the illumination of the enclosure. Meanwhile, this validation study has permitted to reveal the limitations of the numerical tool ASERIS BE©. It could then be developped in the AEROSPATIALE company, and adapted to the constraints of an automotive use. We could show threw this study the poor quality of the serial shielding used on board, in particular situation (low frequency magnetic field), which causes reciprocally high radiation levels outside. This has been illustrated in evaluating numerically the magnetic field radiated in a real vehicle. Then, threw the numerical prediction, we were able to give precious indications, concerning the interference hazards, and the location of sensitive receptors

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Guillotin, Nicolas. « Normal conducting radio frequency cavity with strongly damped higher order modes for the ESRF ». Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112026.

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A L’ESRF, les instabilités longitudinales multi paquets générées par les modes d’ordres supérieurs (HOM) des cavités sont maîtrisés par un contrôle de la température des cavités cuivre, permettant d’atteindre une intensité de 200 mA dans l’anneau de stockage. Récemment, le développement d’un système complémentaire d’asservissement en phase des paquets d’électrons a permis d’atteindre une intensité de 300 mA. Un axe majeur du travail de thèse a consisté au développement d’une cavité mono-cellule 352 MHz à HOM fortement atténués en vue d��une opération à 500 mA sans boucle d’asservissement. Cette étude s’est basée sur un modèle de cavité 500 MHz développé à BESSY, où l’absorption de la puissance des HOM est assurée par des ferrites placées dans trois guides d’ondes cylindriques identiques comportant chacun deux nervures. Un premier prototype correspondant à une mise à l’échelle de ce modèle pour 352 MHz a été optimisé par simulations électromagnétiques. Les spectres d’impédances de ce prototype ont aussi été mesurés, soulignant quelques différences avec les simulations. Cette structure apporterait une atténuation suffisante des HOM pour atteindre, avec 18 cavités, une intensité de 500 mA. Néanmoins, cette solution imposerait des atténuateurs de 1. 4 m incompatibles avec les dimensions du tunnel. Un nouveau travail de simulation a alors permis d’aboutir à un design incluant un atténuateur très court à quatre nervures et deux autres bi-nervurés. Des mesures sur le second prototype devraient confirmer une atténuation plus forte des HOM. Une alternative, basée cette fois sur le contrôle en température de cavités 500 MHz de type ELETTRA adaptées pour l’ESRF, a aussi été simulée
At the ESRF, longitudinal coupled bunch instabilities (LCBI) driven by higher order modes (HOM) are avoided up to the nominal beam current of 200 mA by precisely controlling the radio frequency cavity temperatures. A maximum of 300 mA was recently stored in the storage ring with a new longitudinal bunch-by-bunch feedback. The aim of this thesis was to design a strongly damped 352 MHz single-cell normal conducting cavity to eventually reach at term a 500 mA stored current without feedback system. The study was based on a cavity developed at BESSY for 500 MHz with three identical homogeneous double ridge waveguides (DRWG) loaded by ferrite blocks to damp the HOM. A first aluminium low power prototype scaled from this cavity was optimized at the ESRF by means of electromagnetic simulations. The longitudinal and transverse HOM impedances measured in the prototype matched generally well the computed values except for some modes. This first iteration yielded just enough HOM damping to suppress all LCBI up to 500 mA of stored beam with eighteen such cavities in the ring. However, the required 1. 4 m long HOM dampers would not fit in the existing tunnel. The dampers were then completely reworked by simulations leading to an innovative solution, including a short quadruple ridge waveguide and two DRWG with reduced size, which should significantly lower the HOM impedances. As an alternative to HOM damping, temperature tuning of HOM applied to a scaling of the 500 MHz ELETTRA single-cell cavity was also investigated numerically

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Lebrère, Alexandre. « Construction d'un code de simulation numérique utilisant la méthode de Monte-Carlo pour le transfert radiatif d'une couche de plasma magnétisé turbulent ». Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2007.

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Ce travail présente un essai de simulation numérique par une méthode de Monte-carlo de propagation d'onde électromagnétique dans un milieu aléatoire inhomogène et anisotrope. La théorie du transfert radiatif est présentée, ainsi que l'application des méthodes de Monte-Carlo aux équations de transport avec polarisation. Les différents éléments de modélisation sont ensuite présentés, dans le cadre d'un modèle simplifié d'ionosphère terrestre. La simulation de la propagation dans l'ionosphère et la diffusion des ondes par la turbulence sont ensuite considérés. Plusieurs situations restreintes permettent de donner des éléments de validation de la méthode : la cas d'une atmosphère de Rayleigh et celui d'une diffusion aux petits angles dans un milieu gaussien ont été considérés. Enfin, des résultats de simulation sont présentés, donnant des informations sur la statistique des angles de réception et la forme du signal diffusé reçu, ainsi que sur l'influence de la turbulence.

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Möller, Nathalie. « Adaptation de codes industriels de simulation en Calcul Haute Performance aux architectures modernes de supercalculateurs ». Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLV088.

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Durant de longues années, la stabilité dans le paradigme d'architecture a facilité la portabilité de performance des grands codes en Calcul de Haute Performance d'une génération à l'autre de supercalculateurs.L'effondrement programmé de la loi de Moore - qui règle les progrès en gravure des micro-processeurs - bouscule ce modèle et requiert un effort nouveau du côté logiciel.Une modernisation des codes basée sur une algorithmique adaptée aux futurs systèmes est ainsi nécessaire.Cette modernisation repose sur des principes de base connus tels que la concurrence des calculs et la localité des données.Cependant, la mise en œuvre de ces principes dans le cadre d'applications réelles en milieu industriel – lesquelles applications sont souvent le fruit d’années d’efforts de développement - s’avère bien plus compliquée que ne le laissait prévoir leur simplicité apparente.Les contributions de cette thèse sont les suivantes :D’une part, nous explorons une méthodologie de modernisation de codes basée sur l’utilisation de proto-applications et la confrontons à une approche directe, en optimisant deux codes de simulation dévéloppés dans un contexte similaire.D’autre part, nous nous concentrons sur l’identification des principaux défis concernant l’adéquation entre applications, modèles de programmation et architectures.Les deux domaines d'application choisis sont la dynamique des fluides et l'électromagnétisme
For many years, the stability of the architecture paradigm has facilitated the performance portability of large HPC codes from one generation of supercomputers to another.The announced breakdown of the Moore's Law, which rules the progress of microprocessor engraving, ends this model and requires new efforts on the software's side.Code modernization, based on an algorithmic which is well adapted to the future systems, is mandatory.This modernization is based on well-known principles as the computation concurrency, or degree of parallelism, and the data locality.However, the implementation of these principles in large industrial applications, which often are the result of years of development efforts, turns out to be way more difficult than expected.This thesis contributions are twofold :On the one hand, we explore a methodology of software modernization based on the concept of proto-applications and compare it with the direct approach, while optimizing two simulation codes developed in a similar context.On the other hand, we focus on the identification of the main challenges for the architecture, the programming models and the applications.The two chosen application fields are the Computational Fluid Dynamics and Computational Electro Magnetics

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Taillard, Julien. « Une approche orientée modèle pour la parallélisation d'un code de calcul éléments finis ». Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10013.

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Résumé :

La généralisation des processeurs multi-coeurs rendant la plupart des machines disponibles parallèles, l’utilisation de ce parallélisme est important afin d’obtenir des performances. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du développement d’applications parallèles afin de bénéficier du parallélisme des architectures d’exécution actuelles. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de développement d’applications parallèles basée sur l’ingénierie dirigée par les modèles (IDM). La spécification des applications est réalisée à l’aide du langage de modélisation UML. Après avoir défini cette méthodologie d’IDM, l’extension d’un profil UML basé sur le langage Array-OL est ensuite proposé afin d’étendre le domaine des applications modélisables aux applications de calcul scientifique. La partie suivante est la définition d’un métamodèle de langage de procédural. Ce métamodèle est indépendant des langages cibles et permet l’utilisation de la même transformation afin de produire ces différentes cibles. Ce métamodèle autorise l’utilisation des bibliothèques parallèles (OpenMP ou MPI) dans le but de produire du code parallèle. Ensuite la chaîne de compilation reposant sur le concept de transformations de modèles est développée et introduite dans le cadre de l’environnement Gaspard. La cible de cette compilation est les machines à mémoires partagées programmées à l’aide du langage OpenMP. Enfin, cette méthodologie est utilisée dans le cadre du développement d’applications de simulations de phénomènes électromagnétiques. À partir de ces modélisations, des patrons de conceptions génériques de calculs classiques sont extraits. Les résultats obtenus sur les applications modélisées statiquement sont satisfaisants
The multicore processors generalization has led to the fact that most of the available computers are parallel, and utilization of this parallelism is important to obtain performance. This thesis deals with the development of parallel applications in order to benefit the available parallelism. In this thesis, we propose a methodology to develop parallel application based on the Model Driven Engineering (MDE). Applications specification is realized using the Unified Modeling Language (UML). After defining this methodology, an extension of the UML profile based on the Array-OL language is proposed to extend the application domain to scientific computing applications. The following part is the definition of a metamodel of procedural languages. This metamodel, independent of the targeted languages, allows to use the same model transformations for different targets. The use of a parallel library (such as OpenMP or MPI) makes possible the production of parallel code. Then, the transformation chain based on the model transformation concept is developped and introduced in the Gaspard framework. Shared memory machines are the target of this compilation using the OpenMP language. Finally, this methodology is used in the development of an electromagnetism simulation. Starting from models, generic design patterns of classical computations are extracted. Results given on the modeled applications are satisfying

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Taillard, Julien. « Une approche orientée modèle pour la parallélisation d'un code de calcul éléments finis ». Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10013/document.

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Résumé :

La généralisation des processeurs multi-coeurs rendant la plupart des machines disponibles parallèles, l’utilisation de ce parallélisme est important afin d’obtenir des performances. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du développement d’applications parallèles afin de bénéficier du parallélisme des architectures d’exécution actuelles. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de développement d’applications parallèles basée sur l’ingénierie dirigée par les modèles (IDM). La spécification des applications est réalisée à l’aide du langage de modélisation UML. Après avoir défini cette méthodologie d’IDM, l’extension d’un profil UML basé sur le langage Array-OL est ensuite proposé afin d’étendre le domaine des applications modélisables aux applications de calcul scientifique. La partie suivante est la définition d’un métamodèle de langage de procédural. Ce métamodèle est indépendant des langages cibles et permet l’utilisation de la même transformation afin de produire ces différentes cibles. Ce métamodèle autorise l’utilisation des bibliothèques parallèles (OpenMP ou MPI) dans le but de produire du code parallèle. Ensuite la chaîne de compilation reposant sur le concept de transformations de modèles est développée et introduite dans le cadre de l’environnement Gaspard. La cible de cette compilation est les machines à mémoires partagées programmées à l’aide du langage OpenMP. Enfin, cette méthodologie est utilisée dans le cadre du développement d’applications de simulations de phénomènes électromagnétiques. À partir de ces modélisations, des patrons de conceptions génériques de calculs classiques sont extraits. Les résultats obtenus sur les applications modélisées statiquement sont satisfaisants
The multicore processors generalization has led to the fact that most of the available computers are parallel, and utilization of this parallelism is important to obtain performance. This thesis deals with the development of parallel applications in order to benefit the available parallelism. In this thesis, we propose a methodology to develop parallel application based on the Model Driven Engineering (MDE). Applications specification is realized using the Unified Modeling Language (UML). After defining this methodology, an extension of the UML profile based on the Array-OL language is proposed to extend the application domain to scientific computing applications. The following part is the definition of a metamodel of procedural languages. This metamodel, independent of the targeted languages, allows to use the same model transformations for different targets. The use of a parallel library (such as OpenMP or MPI) makes possible the production of parallel code. Then, the transformation chain based on the model transformation concept is developped and introduced in the Gaspard framework. Shared memory machines are the target of this compilation using the OpenMP language. Finally, this methodology is used in the development of an electromagnetism simulation. Starting from models, generic design patterns of classical computations are extracted. Results given on the modeled applications are satisfying

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Leduc, Alexandre. « Etude par la simulation et l'expérimentation de la production d'ions métalliques Calcium à l'aide d'une source d'ions du type Résonance Cyclotronique Electronique ». Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMC239.

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Dans le cadre du projet SPIRAL2, la source d'ions à la résonance cyclotronique électronique (RCE) PHOENIX V3 (amélioration par rapport à la précédente version PHOENIX V2) a été développée afin d'augmenter la production d'ions avec un A/Q=3. La source vise principalement la production d'ions métalliques. Pour cela, des atomes métalliques sont sublimés dans un four avant d'être injectés dans la source d'ions. Lors de la production de tels faisceaux d'ions, la grande majorité des atomes se fixe au niveau de la paroi de la chambre à plasma et y reste. Ces pertes mènent à une faible efficacité globale d'ionisation (de l'ordre de la dizaine de pour cent).Un code hybride PIC (Particle In Cells) a été développé pour étudier la dynamique des particules chargées et reproduire les spectres d'ions en A/Q expérimentaux produits par la source d'ions PHOENIX V3. La simulation se concentre sur la propagation des ions en trois dimensions. A l'aide de plusieurs paramètres ajustables, la simulation reproduit la distribution des états de charges à la sortie de la source d'ions. Ce code a fourni des résultats encourageants.En parallèle de l'étude par simulation de la dynamique des particules dans le plasma, un ensemble de simulations reproduisant le fonctionnement du four pour atomes métalliques a été conçu. Les simulations permettent également l'analyse de la distribution angulaire des impulsions des particules quittant le creuset du four. Les distributions angulaires fournies par les simulations sont comparées à celles obtenues grâce à des mesures expérimentales.Une étude expérimentale a également été initiée afin de réduire le temps de collage des atomes métalliques injectés sur la chambre à plasma. Pour cela, un cylindre thermorégulé a été réalisé afin de favoriser la réévaporation des particules fixées. Il est ainsi possible d'augmenter l'efficacité globale d'ionisation d'au moins un facteur 2 et de mesurer l'augmentation de l'efficacité en fonction de la température de la paroi
In the framwork of the SPIRAL2 project, the Electron Cyclotron Resonance Ion Source PHOENIX V3 (upgrade of the previous source PHOENIX V2) has been developed to improve the production of highly charged ions with A/Q=3. The ion source mainly aims at the production of metal ion beams. For this, condensable atoms are sublimated into oven before being injected into the ion source. During the production of such ion beams, the major part of atoms travel towards the plasma chamber wall and remains there. Those losses lead to low global ionization efficiency (of the order of ten percent).An hybrid code PIC (Particle In Cells) was developed to study the dynamic of charged particles and to reproduce the experimental A/Q spectrum produced by the PHOENIX V3 ion source. The simulation focuses on the propagation of ions in 3D. Using several adjustable parameters, the simulation outcomes fit the charge state distribution at the exit of the ion source. This code has provided encouraging results.In parallel with the simulation study of particle dynamic in the plasma, a series of simulations have been run to reproduce the operation of an oven leading to the emission of metallic atoms. The outcomes of the simulations allow analysis of the angular distribution of the particles leaving the hot crucible. The angular distributions provided by the simulations are compared with those obtained through experimental measurements.An experimental study was also initiated to reduce the sticking time of the metal atoms on the plasma chamber. For this, a thermoregulated cylinder has been designed and realised to promote the re-evaporation of fixed paricles. It is thus possible to increase the global ionization efficiency by a factor 2 at least and to study the variation of the efficiency as a fonction of the cylinder temperature

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Giraudon, Cyril. « Contribution à la simulation électromagnétique dans le domaine temporel : Approches électromagnétique et informatique ». Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0019.

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Le travail présenté dans ce document concerne la simulation électromagnétique par la méthode des Différences Finies dans le Domaine Temporel. Dans un premier temps, nous nous intéresserons à la formulation des P. M. L. De Bérenger par produit de convolution en signalant leur utilisation pour le sondage de sol, puis nous développons un formalisme de fils obliques basé sur les fils minces de Holland et une méthode de réduction de temps de calcul par insertion de pertes électriques et magnétiques dans le volume de calcul. Dans un second temps, nous entamons une réflexion sur la conception de logiciels scientifiques, notre préoccupation est l'évolutivité et la personnalisation des outils élaborés. Le choix totalement modulaire de programmation permet d'atteindre ces objectifs mais nous conduit en plus à considérer d'une manière plus ouverte la parallélisation de codes, ainsi que le couplage de méthodes.

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Vogt, Gilles. « Etude des phénomènes électromagnétiques dans les zones frontales des grandes machines synchrones : outils de tests sur le 125 MW ». Thesis, Artois, 2013. http://www.theses.fr/2013ARTO0210/document.

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Cette thèse s’inscrit dans le cadre des études des phénomènes électromagnétiques dansles régions frontales des grands turbo-générateurs. L’objectif de la thèse est d’estimer apriori le champ magnétique axial en fonction du point de fonctionnement afin d’éviterles possibles dégradations du circuit magnétique (dus aux points chauds et tensions entretôles, qui sont liés à la composante axiale du champ).Une maquette à échelle réelle a été spécialement conçue et réalisée dans le but d’améliorerla compréhension physique des phénomènes : les pertes, la pénétration du champ magnétiqueet les tensions entre tôles sont analysés.Les simulations par éléments finis sont ensuite utilisées : les avantages et inconvénientsseront discutés, ainsi qu’une comparaison critique des résultats par rapport aux mesuresexpérimentales sur la maquette. La région frontale d’un turbo-alternateur est aussi entièrementmodélisée.Enfin, un modèle simple du flux axial est développé. Ses coefficients sont déterminés àl’aide de simulations par éléments finis, mais il peut ensuite être utilisé en temps réel afind’estimer le flux axial correspondant à un point de fonctionnement quelconque
This work aims to improve the knowledge of electromagnetic phenomena that occurin the end region of large turbo-generators. The goal of this work is to evaluate theaxial magnetic flux density with regard to the operating conditions (such as active orreactive power) in order to prevent potential deterioration of the stator. Indeed, the axialmagnetic field is known to induce hot points or voltages between laminations that maycause insulation breakdown and thus stator faults.An experimental apparatus in real scale has been designed and built. Its purpose is tostudy precisely the following phenomena: losses, axial magnetic flux density penetration,voltage across adjacent voltages.Finite element simulations (FEM) are also used: their advantages and drawbacks arediscussed, and the results are compared with the experimental measures. The wholeend-region of a turbo-generator is also simulated.Finally, a simple model of the axial magnetic flux is proposed. Its parameters are basedon the results of the FEM model, but it may be used in real time to evaluate the axialmagnetic flux density of any operating point

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Imbs, Julien. « Modélisation numérique de débitmètre électromagnétique ». Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAE047.

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Cette thèse a pour objet la modélisation et l’étude de débitmètres électromagnétiques produits par la société Siemens. Ces appareils permettent de mesurer le débit volumique d’un fluide conducteur en mouvement sous un champ magnétique par le biais d’électrodes mesurant le potentiel induit. L’objectif principal des travaux présentés est de modéliser un débitmètre électromagnétique, afin de disposer d’un modèle fiable et réaliste d’un point de vue magnétique, et de l’optimiser par la suite. La premier chapitre de cette thèse est consacrée à l’historique et au fondement de la théorie des débitmètres électromagnétiques de l’époque de Faraday à nos jours. Le chapitre II présente et décrit les débitmètres industriels conçus par Siemens à Haguenau en posant les bases, les termes et les notions nécessaires à la compréhension des travaux réalisés durant cette thèse. Le chapitre III vise à établir l’équation qui régit le fonctionnement des débitmètres électromagnétiques reliant le potentiel induit, la vitesse du fluide et le champ magnétique. On discutera également des principales hypothèses retenues dans le cadre de la théorie pour la modélisation numérique. Le chapitre IV introduit dans un premier temps la théorie sur le magnétisme et les principaux matériaux magnétiques. Dans un second temps, c’est la caractérisation magnétique des principaux composants utilisés pour la conception des débitmètres électromagnétiques qui est réalisée. Dans le chapitre V, une introduction à la modélisation numérique est effectuée, afin de justifier l’importance de la méthode des éléments finis pour la simulation électromagnétique des débitmètres sur le logiciel NX. La deuxième partie du chapitre se concentre sur le développement et la simulation du modèle numérique d’un débitmètre électromagnétique. Ensuite, la troisième partie est consacrée à la méthode expérimentale mise en place afin de mesurer le champ magnétique et comparer les résultats obtenus avec ceux issus de la simulation. La simulation numérique du champ magnétique ayant été validée par les mesures, le chapitre VI est consacré à la dynamique moléculaire des particules chargées contenues dans le fluide afin d’en déterminer la différence de potentiel. Enfin, le chapitre VII est consacré à l’étalonnage des débitmètres électromagnétiques, où l’on confrontera un modèle théorique aux valeurs expérimentales mesurées en production sur le site de Haguenau
This work concerns numerical modelling and study of electromagnetics flowmeters developed by Siemens. These devices are able to measure the flowrate of a conductive fluid in motion subject to a magnetic field. An induced potential is created and measured by two electrodes. The main purpose of this thesis is to modelize an electromagnetic flowmeter in order to get a realistic and reliable model to optimize the sensor in the futur. The first part of the work is to introduce the development theory of elec-tromagnetic flowmeter since the discovery of the induction law of Farady until today. The chapter II describes the industrial electromagnetics flowmeters manufactured by Siemens and provides the necessary knowledges for a better understanding of this work. In the chapter III, the electromagnetic flowmeter equation is derived and solved for the case of a homogenous magnetic field and point electrodes. This equation allows to get a relation between the induced potential, the velocity of the fluid and the magnetic field. We will discuss about the assumptions choose for this theory and used for the numerical model. In a first time the chapter IV focus on the theory of the magnetism and magnetics materials. In a second time, we present the magnetic characterization of the materials used in the electromagnetics flowmeters. In the chapter V, an introduction to the numerical modelling is done in order to justify the using of the finite element method for the magnetic simulation on the software NX Nastran. The second part of this chapter concerns the development and the numerical simulation of an electromagnetic flowmeter. At last, the third part is about the installation of a test bed to measure the magnetic field produced inside the electromagnetic flowmeter and to compare the results with the simulation. Numerical simulation of the magnetic field being checked by the measurements, the next chapter introduces molecular dynamics of the charged particles inside the measuring pipe in order to compute electrical potential. Finally, the last part introduces the calibration of electromagnetics flowmeters where a theoretical model was developed in order to compare them with experimentals values measured in production on Haguenau Siemens site

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Romier, Maxime. « Simulation électromagnétique des antennes actives en régime non-linéaire ». Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7824/1/romier.pdf.

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Les antennes réseaux actives en cours de développement ont pour particularité de posséder, à l'émission, des amplificateurs en régime saturé placés à proximité immédiate des éléments rayonnants. Les couplages du réseau peuvent induire des variations de charge susceptibles de perturber les amplificateurs et de modifier les performances globales de l'antenne. Afin de prédire cet effet, un outil de simulation associant la description des éléments passifs et actifs de l'antenne a été développé. Plusieurs modèles d'amplificateurs, dont le modèle de distorsion polyharmonique (PHD), ont été obtenus à partir de mesures et évalués. D'autre part, le calcul électromagnétique du réseau d'éléments rayonnants a fait l'objet d'une approche originale couplant la technique par changement d'échelle (SCT) et la méthode de décomposition de domaine (DDM). Finalement, la simulation d'un réseau actif d'une centaine éléments a révélé des phénomènes inédits tels que le rayonnement d'un lobe parasite dû aux non-linéarités.

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Armeanu, Ana Maria. « Simulation électromagnétique utilisant une méthode modale de décomposition en ondelettes ». Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690418.

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De nos jours, dans le monde de la microélectronique, la métrologie joue un rôle très important dans le contrôle de la fabrication de semi-conducteurs. Une technique de caractérisation optique basée sur l'analyse de la diffraction de la lumière par un objet, la scattéromètrie, s'avère une technique très avantageuse. En effet, cette technique de contrôle est non destructive et permet de mesurer avec une excellente précision les dimensions de motifs périodiques ou isolés. La miniaturisation des composantes électroniques implique impérativement des besoins en calcul numérique précis. Parmi les méthodes numériques de calcul électromagnétique de diffraction par des réseaux, la méthode la plus couramment utilisée est la Méthode Modale de Fourier (FMM). Les problèmes intrinsèques à cette méthode, comme le phénomène de Gibbs, s'avèrent d'autant plus indésirables qu'on diminue la taille de transistors. Plus généralement, la FMM s'avère peu efficace pour la caractérisation de structures très isolées ou très denses et peut même ne pas marcher du tout. L'objectif de cette thèse est de dépasser les limitations de la FMM. Nous restons dans le cadre des méthodes modales mais nous explorons de nouvelles voies en utilisant des bases de développement différentes qui ne présentent pas les inconvénients des bases de Fourier. Tout d'abord, nous avons introduit les fonctions B-spline qui sont le premier pas vers l'analyse multi-résolution avec les ondelettes splines. Nous avons formulé le problème de la diffraction par un réseau 1D comme un problème aux valeurs propres que nous avons résolu numériquement à l'aide de la méthode de Galerkin. Nous avons étudié en détail l'importance de la discrétisation par rapport aux discontinuités de la fonction permittivité. Ensuite, nous avons introduit les ondelettes et l'analyse à plusieurs niveaux de détails pour le problème de diffraction. La thèse contient une palette variée d'exemples numériques concernant des réseaux diélectriques et métalliques. Nous avons comparé soigneusement la convergence de nos méthodes avec celle d'autres méthodes, notamment avec la FMM. Nous avons montré que l'analyse multirésolution permet de traiter des cas pour lesquels la FMM échoue.

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Armeanu, Ana. « Simulation électromagnétique utilisant une méthode modale de décomposition en ondelettes ». Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721767.

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Résumé :

La scattéromètrie requiert le calcul de la réponse optique de structures périodiques. Parmi les méthodes numériques de calcul électromagnétique de la diffraction par des réseaux, la méthode la plus couramment utilisée est la Méthode Modale de Fourier (FMM). Celle cis'avère peu efficace pour la caractérisation de structures très isolées ou très denses et peut même ne pas marcher du tout. L'objectif de cette thèse est de dépasser les limitations de la FMM. Nous restons dans le cadre des méthodes modales mais nous explorons de nouvelles voies en utilisant des bases de développement différentes qui ne présentent pas les inconvénients des bases de Fourier. Tout d'abord, nous avons introduit les fonctions B-spline qui sont le premier pas vers l'analyse multi-résolution avec les ondelettes splines. Nous avons formulé le problème de la diffraction par un réseau 1D comme un problème aux valeurs propres que nous avons résolu numériquement à l'aide de la méthode de Galerkin. Nous avons étudié en détail l'importance de la discrétisation par rapport aux discontinuités de la fonction permittivité. Ensuite, nous avons introduit les ondelettes et l'analyse à plusieurs niveaux de détails pour le problème de diffraction. La thèse contient une palette variée d'exemples numériques concernant des réseaux diélectriques et métalliques. Nous avons comparé soigneusement la convergence de nos méthodes avec celle d?autres méthodes, notamment avec la FMM. Nous avons montré que l'analyse multirésolution permet de traiter des cas pour lesquels la FMM échoue.

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Cagniot, Emmanuel. « Algorithmes data-parallèles irréguliers appliqués à la simulation électromagnétique tridimentionnelle ». Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10180.

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Résumé :

La modélisation numérique en électromagnétisme permet de réduire les coûts de développement d'un dispositif en prédisant son comportement sur ordinateur. La qualité de la prédiction dépend de la finesse du modèle employé. De nos jours, la complexité des dispositifs oblige souvent à recourir à des modèles 3D, grands consommateurs de puissance et de mémoire. Une solution consiste à employer les architectures parallèles. Nous nous intéressons ici à la parallélisation d'une application de recherche 3d, écrit en fortran 77 et basé sur les éléments finis de Whitney. Elle est fortement évolutive et sa maintenance est assurée par des électrotechniciens. Nous proposons une approche de haut niveau basée sur l'idée de compromis entre les impératifs d'efficacité et les critères de qualité du génie logiciel. Le but est de créer une application parallèle efficace et facilement maintenant pour des non-spécialistes. L'aspect génie logiciel est pris en charge par la nouvelle norme qu'est fortran 90 et par le modèle à parallélisme de données incarne par son langage standard high performance fortran (hpf). Ce dernier, dans le cas des applications irrégulières, ne permet pas une gestion efficace des communications. Pour rendre ces dernières efficaces, nous utilisons halos, une bibliothèque de passage de messages de haut niveau spécialement conçue pour les applications hpf. Deux versions parallèles ont été développées [. . . ]

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Reyne, Gilbert. « Analyse théorique et expérimentale des phénomènes vibratoires d'origine électromagnétique ». Grenoble INPG, 1987. http://www.theses.fr/1987INPG0154.

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Résumé :

Analyse des forces d'origine magnetique exercee sur les materiaux magnetiques polycristallins. Construction d'un logiciel de calcul et simulation numerique permettant de tenir compte des differents couplages electro-magneto-mecaniques

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Dardenne, Julien. « Maillage 3D de structures anatomiques pour la simulation électromagnétique et thermique ». Phd thesis, INSA de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464815.

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Résumé :

Dans son environnement quotidien, l'homme est volontairement ou involontairement exposé à des champs électromagnétiques radiofréquences. La prédiction de l'élévation de température induite par ce rayonnement, à l'aide d'un calcul sur un modèle anatomique maillé, dépend beaucoup de la qualité de ce modèle. Les méthodes actuelles de génération de maillages volumiques utilisent des représentations surfaciques intermédiaires des données anatomiques. Nous montrons qu'il n'est pas nécessaire d'avoir une représentation surfacique pour générer un maillage volumique. Nous proposons une construction de maillages tétraédriques basée sur les diagrammes de Voronoi Centroïdaux et leur dual, la triangulation de Delaunay. Cette approche, contrairement aux approches de la littérature, traite directement un volume de voxels segmentés, obtenu par IRM ou par tomographie X, sans passer par une représentation surfacique. An d'obtenir des maillages, non plus uniformes mais adaptés à la complexité anatomique, nous avons proposé une nouvelle méthode de capture de cette complexité à l'aide d'une approximation de l'axe médian. Une comparaison, avec trois autres méthodes de génération de maillages de la littérature, montre que notre approche construit des tétraèdres de meilleure qualité géométrique pour différents critères. De cette qualité découle une meilleure précision sur la température induite par le rayonnement électromagnétique, calculée par une méthode d'éléments finis, ainsi qu'un temps de calcul réduit. Ces résultats montrent le potentiel de notre approche discrète de type "Voronoï-Delaunay" pour la génération de maillages tétraédriques.

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Loewenhardt, Peter Karl. « A Vlasov plasma simulation code ». Thesis, University of British Columbia, 1989. http://hdl.handle.net/2429/27586.

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Résumé :

A 1-1/2 dimensional, electromagnetic Vlasov plasma simulation code, relativistically correct, was constructed and tested. The code can deal with one or two species, each with a Maxwellian distribution and a possible drift velocity. The code also allows external fields, such as a laser, to be included in the simulations. Simulations of Landau damping, the two-stream instability and stimulated Raman scattering were carried out and compared with theory and with the results of the particle code EM1. When dealing with electrostatic problems, the Vlasov code gave results agreeing very closely with theory in both non-relativistic and relativistic regimes. Here the Vlasov code preformed better than EM1 which had problems with background noise and longer run times. When a laser field was included within the simulations, however, the Vlasov code produced some spurious features, unlike EM1. These anomalous features may be caused by aliasing, recurrence or by some other unknown effect. Since realistic results are produced as well, it is believed that this problem can be overcome. When a very high intensity laser was included in the simulations the Vlasov code produced much better results but was plagued by very long run times.
Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate

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Lurton, Thibaut. « Modélisation et simulation de l'interaction entre onde électromagnétique et surfaces de mer ». Télécom Bretagne, 2010. http://www.theses.fr/2010TELB0118.

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Résumé :

L'objectif de cette thèse consiste en une modélisation numérique de l'interaction entre une onde électromagnétique émanant d'un radar d'observation aéroporté et une scène marine, c'est-à-dire une étendue d'eau de mer de caractéristiques physiques déterminées, portant éventuellement un ou plusieurs objets de composition métallique en surface, et d'évolution temporelle donnée. À cette fin, l'étude que nous avons menée fait appel à différentes techniques de modélisation numérique de la propagation ondulatoire électromagnétique : on s'est dans un premier temps penché sur l'utilisation de la technique des différences finies, puis sur le principe TLM (Transmission-Line Matrix), hérité du domaine des micro-ondes. Chacune des deux méthodes est appliquée au comportement de l'onde électromagnétique de manière locale, à proximité de la surface de mer uniquement, la simulation de la propagation en espace libre étant assurée par des moyens géométriques. Nous proposons dans un premier temps une brève étude critique de l'opportunité des méthodes numériques et de leur faisabilité en termes de demande en ressources de calcul notamment. Après cette évaluation théorique, un suivi du développement de l'implantation de la solution retenue est proposé. Nous présentons par la suite diverses applications de notre méthode de simulation : évaluation de la surface équivalente radar d'un patch de mer, dérivation de cartes de réflectivité, extension de l'évaluation de la surface équivalente radar à une grande zone de mer, mise en évidence de l'effet de la rugosité sur la puissance rétrodiffusée, simulation de l'observation par radar à synthèse d'ouverture d'un objet manufacturé sur une scène de mer, et comparaison de l'observation de scènes marines statiques et mouvantes. Le champ d'application des travaux présentés est large. Le travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet de développement MODENA, mené à l'échelle régionale bretonne, dont l'objectif est le développement d'outils de simulation d'acquisition radar au dessus de la surface de l'océan. À cet égard, les avancées théoriques et pratiques détaillées dans ce rapport de thèse offrent des perspectives intéressantes quant à la modélisation de telles observations
The aim of this thesis consists in numerically modelling the interaction between an electromagnetic wave emitted by an airborne observation radar and a maritime scene, i. E. An expanse of sea water of determined physical characteristics, possibly bearing one or several objects of metallic constitution on its surface, with a given temporal evolution. To this end, the study we carried out draws on different numerical modelling techniques for electromagnetic wave propagation: to begin with, the Finite-Differences Time-Domain (FDTD) technique was investigated, then the Transmission-Line Matrix method, inherited from the microwave domain, was studied. Each of the two methods is applied to the behaviour of the electromagnetic wave locally, in the vicinity of the sea surface only, the free space propagation simulation being undertaken through geometrical means. We propose a brief critical survey of the appropriateness of numerical methods and of their feasibility, particularly in terms of computation resources. After this theoretical study, we follow the development and implementation of the solution retained. We subsequently present several applications of our simulation method: radar cross section evaluation for small sea patches, derivation of reflectivity maps, extension of the radar cross section estimation to a large sea zone, yielding of the sea surface roughness influence upon the backscattered power, simulation of the synthetic aperture radar observation of a manufactured object in a sea scene, and comparison of the observation of static and moving sea scenes. The area of application of the work presented here is wide. The frame for the thesis is the MODENA development project, led at the Breton regional level, and whose objective is the development of radar acquisition simulation tools above the ocean's surface. In that respect, the theoretical and practical advances detailed in this thesis report widen the scope of the

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Litman, Amelie. « Techniques d'inversion pour la diagraphie différée et l'imagerie électromagnétique ». Habilitation à diriger des recherches, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453676.

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Résumé :

Les problèmes inverses se retrouvent dans de nombreux domaines de la physique. Dans ce manuscrit, deux thématiqes seront ainsi évoquées. La première concerne la diagraphie différée, qui est une étape-clé de la prospection pétrolière. La mise en place de schémas numériques et algorithmiques est explicitée ainsi que les difficultés inhérentes associées. Le deuxième axe de recherche concerne plus particulièrement les problèmes inverses de diffraction en électromagnétisme. Différents algorithmes d'inversion ont été proposés et validés par des confrontations expérimentales. Le lien fort entre conception et exploitation d'instruments d'imagerie par diffraction sera également évoqué.

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Da, Silva Georges. « Contribution à l'étude de l'intégration et du découplage d'antennes associées à une paroi en matériau composite ». Thesis, Rennes, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAR0017.

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Résumé :

Les systèmes de communication à bord de certains navires ou véhicules terrestres peuvent être très nombreux. Il en résulte des architectures de systèmes rayonnants particulièrement élaborées. La compacité de ces systèmes et leur compatibilité radioélectrique représentent des enjeux importants. Dans le cadre du projet SAMCOM, les partenaires de projet s'attachent à exploiter l'avantage des parois porteuses en composite en termes d’intégration des antennes en paroi et de découplage électromagnétique entre éléments rayonnants. Cette thèse porte essentiellement sur deux volets. La première partie porte sur la question d'intégration des antennes en paroi. Il s'agit pour l'essentiel de s'assurer que les caractéristiques de fonctionnement intrinsèque de l'antenne associée à la paroi puissent être maintenues lorsque celle-ci est fixée sur une paroi composite. Le second volet de cette thèse concerne le découplage d'antennes associées à une même paroi composite. Il s'agit de rechercher les moyens qui permettraient d'augmenter les performances de découplage entre antennes et par conséquent de limiter l’espacement entre elles. Les solutions d'intégration examinées dans la thèse concernent la mise en oeuvre de matériaux de type ferrite, d’absorbants ou encore l’utilisation de surfaces haute impédance (SHI). Dans le premier cas, nous nous sommes attachés à optimiser la localisation de ferrites de sorte à minimiser leur volume pour des questions de coût et de poids. Les surface artificielles de type SHI ont été examinées et une procédure de dimensionnement adaptée à la paroi composite de la surface SHI a été élaborée. Nous abordons ensuite les solutions de découplage d'antennes hébergées sur une même paroi composite. La première solution de découplage étudiée concerne l'utilisation d'absorbants électromagnétiques. Nous montrons qu'il s'agit d'une solution très adaptée si nous disposons d’un absorbant dont le contraste d’impédance avec l’onde incidente est faible sur toute la bande de fréquence sous peine de subir les effets de bord. La deuxième solution envisagée concerne les surfaces à bande interdite électromagnétique (BIE). Nous montrons en particulier qu’une surface de type BIE peut présenter d’excellentes performances de découplage si toutefois cette surface est adaptée suivant sa hauteur. Une partie importante de ce travail a été consacrée à l'évaluation de solutions de découplages originales basées sur l'emploi d'une simple tige conductrice cylindrique puis d'un ensemble de tiges cylindriques. Nous montrons en particulier qu'une simple tige peut apporter un découplage significatif en bande étroite tandis qu'une forêt de tige contribue à assurer un découplage sur une plus large bande de fréquence
Communication systems on board modern military ships or land vehicles can be numerous. This results in particularly developed radiating systems. The compacity of these systems and radio compatibility are major challenges. Under the Samcom project, the project partners are working to exploit the advantage of composite structural walls in terms of integration of antennas wall and electromagnetic decoupling between radiating elements. This thesis focuses on two parts. The first part consists in the study of integration of antennas on wall made up of composite materials. This is essentially to ensure that the operating characteristics of the antenna associated with the supporting structure can be maintained when it is fixed to a composite wall. The second part of this thesis is related to antenna decoupling mounted on the same ground plane. The aim is to find techniques to reduce antenna coupling and thus the separation between them. Integration solutions examined in the thesis concern the implementation of ferrite materials, absorbent and high impedance surfaces. In the first case, we attempted to optimize the location of ferrites so as to minimize their volume, thus saving cost and weight. Artificial higher impedance surface (HIS) have been examined and a design procedure adapted to the wall of the composite of the SHI surface has been developed. We then discuss on the solutions of antenna decoupling on a composite wall. The first decoupling solution investigated concerns the use of electromagnetic absorbers. We show that this is a very suitable solution if we have an absorbent whose impedance contrasts with that of the incidence wave is weak on full band frequency under penalty of sides effects. The second option concerns the surfaces electromagnetic bandgap. To ensure adequate decoupling performance, BIE surface must be adjusted in height. An important part of this work is dedicated to the assessment of some innovative decoupling solutions based on the use of a single cylindrical conducting rod. Indeed, we show on the one hand a single rod can lead to significant decoupling in a narrow band while on the other hand, a set of cylindrical rods contribute to ensure a rather broadband decoupling

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Lalescu, Cristian. « Test particle transport in turbulent magnetohydrodynamic structures ». Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209908.

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Résumé :

Turbulent phenomena are found in both natural (e.g. the Earth's oceans, the Sun's corona) and artificial (e.g. flows through pipes, the plasma in a tokamak device) settings; evidence suggests that turbulence is usually the normal behaviour in most cases. Turbulence has been studied extensively for more than a century, but a complete and consistent theoretical description of it has not yet been proposed. It is in this context that the motion of particles under the influence of turbulent fields is studied in this work, with direct numerical simulations. The thesis is structured in three main parts. The first part describes the tools that are used. Methods of integrating particle trajectories are presented, together with a discussion of the properties that these methods should have. The simulation of magnetohydrodynamic (MHD) turbulence is discussed, while also introducing fundamental concepts of fluid turbulence. Particle trajectory integration requires information that is not readily available from simulations of turbulent flows, so the interpolation methods needed to adapt the fluid simulation results are constructed as well. The second part is dedicated to the study of two MHD problems. Simulations of Kolmogorov flow in incompressible MHD are presented and discussed, and also simulations of the dynamo effect in compressible MHD. These two scenarios are chosen because large scale structures are formed spontaneously by the turbulent flow, and there is an interest in studying particle transport in the presence of structures. Studies of particle transport are discussed in the third part. The properties of the overall approach are first analyzed in detail, for stationary predefined fields. Focus is placed on the qualitative properties of the different methods presented. Charged article transport in frozen turbulent fields is then studied. Results concerning transport of particles in fully developed, time-evolving, turbulent fields are presented in the final chapter.

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Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Le, Coat Gwenaëlle. « Discrétion électromagnétique des machines électriques tournantes ». Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0108.

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Résumé :

Toute machine électrique est source de fuites électromagnétiques externes. Ces champs, de valeurs faibles d'un point de vue électrotechnique classique, peuvent se révéler néfastes pour certaines applications, notamment dans le domaine de la détection. L'objectif de cette thèse est donc la discrétion électromagnétique des machines électriques tournantes. Un banc d'essais et un protocole de mesures ont été mis en place. Ils permettent d'étudier avec précision la signature électromagnétique des machines à différentes distances, ainsi que l'influence de certains paramètres comme la nature des flasques ou la présence du rotor. Les effets d'une excentricité sur le rayonnement ont également été évalués dans une optique de prévention et de maintenance des machines électriques. Des modèles numériques, utilisant les éléments finis, ont ensuite été développés. Le modèle 2D ne convient que pour des études qualitatives, ses hypothèses ne rendant pas suffisamment compte de la réalité. L'intérêt du modèle 3D réside dans sa capacité à représenter correctement les phénomènes physiques à l'extérieur de la machine. Un modèle analytique est également proposé dans ce mémoire. De conception simple, basée sur la représentation par moments dipolaires équivalents, il aide à la compréhension de la signature électromagnétique. Enfin, grâce à ces modèles, des solutions de compensations optimales des fuites par un blindage actif, sont envisagées après une présentation de l'état de l'art des solutions utilisées actuellement
Every electrical machine produces electromagnetic stray fields. Those fields have low values in term of classical electrotechnics, but in other applications they seem high, like for example in magnetic detection. In this way the aim of this thesis is the reduction of electromagnetic stray fields of electrical machines. An experimental set has been installed. It allows to study, with a great accuracy, the electromagnetic signature of machines and tbe influence of sorne elements as the presence of end shields, and the rotor. The effect of eccentricity has been shown in a purpose of machine safety and maintenance. Numerical models have been developed. The 2D model gives only qualitative results because of its hypothesis : end windings not taken Înto account and infinite length of the machine. The 3D model is able to represent physical phenomena outside the machine. A simple analytical model is also described in this thesis. It is based on the representation by equivalent magnetic dipoles. It helps to understand the signature of the machines. Finally, thanks to those models, solutions for stray fields reduction, as an active shielding, have been considered, after a review of the present usual solutions

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Aronsson, Peter. « Automatic Parallelization of Simulation Code from Equation Based Simulation Languages ». Licentiate thesis, Linköping University, Linköping University, PELAB - Programming Environment Laboratory, 2002. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-5720.

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Modern state-of-the-art equation based object oriented modeling languages such as Modelica have enabled easy modeling of large and complex physical systems. When such complex models are to be simulated, simulation tools typically perform a number of optimizations on the underlying set of equations in the modeled system, with the goal of gaining better simulation performance by decreasing the equation system size and complexity. The tools then typically generate efficient code to obtain fast execution of the simulations. However, with increasing complexity of modeled systems the number of equations and variables are increasing. Therefore, to be able to simulate these large complex systems in an efficient way parallel computing can be exploited.

This thesis presents the work of building an automatic parallelization tool that produces an efficient parallel version of the simulation code by building a data dependency graph (task graph) from the simulation code and applying efficient scheduling and clustering algorithms on the task graph. Various scheduling and clustering algorithms, adapted for the requirements from this type of simulation code, have been implemented and evaluated. The scheduling and clustering algorithms presented and evaluated can also be used for functional dataflow languages in general, since the algorithms work on a task graph with dataflow edges between nodes.

Results are given in form of speedup measurements and task graph statistics produced by the tool. The conclusion drawn is that some of the algorithms investigated and adapted in this work give reasonable measured speedup results for some specific Modelica models, e.g. a model of a thermofluid pipe gave a speedup of about 2.5 on 8 processors in a PC-cluster. However, future work lies in finding a good algorithm that works well in general.

Report code: LiU-Tek-Lic-2002:06.

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Seltner, Philippe. « Modélisation et simulation temporelle du système ligne-parasurtensions ». Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0006.

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Résumé :

Les équipements électroniques doivent obéir a des règles de fiabilité de plus en plus exigeantes dans un environnement électromagnétique sans cesse plus pollué. Pour satisfaire à ces exigences, des mesures doivent être envisagées des la conception pour durcir le matériel. La simulation numérique devient des lors l'outil approprie pour assister les concepteurs dans leur tache. Pour prévoir la performance de dispositifs non linéaires de protection couramment installés pour écrêter les surtensions transitoires, des modèles de simulation dans le domaine temporel sont nécessaires. Le but de notre travail est de développer une méthode numérique établie dans le domaine temporel pour calculer le couplage entre une source de perturbation rayonnée plane et un système victime. Nous développons ensuite des modèles et une méthode de simulation des dispositifs non linéaires de protection. La première partie de ce mémoire est consacrée à l'étude du couplage entre une onde plane rayonnée (foudre lointaine, IEM,. . . ) et une structure filaire. Nous mettons en évidence, dans un premier temps l'influence des courants de déplacement dans les paramètres linéiques de la structure. Nous présentons ensuite le modèle des lignes de transmission et la méthode de résolution que nous lui avons associée. Cette méthode nous permet de calculer la propagation d'une perturbation dans une liaison électrique en prenant en compte l'effet de peau. La seconde partie est consacrée, après une étude générale sur les composants non linéaires de protection, a l'étude de modèles permettant de simuler leur comportement dynamique, étude menée a partir de résultats expérimentaux. Dans la dernière partie, nous décrivons une méthode permettant de mettre en œuvre les modèles développés dans les deux parties précédentes ainsi que le logiciel mis au point. Nous consacrons le dernier chapitre à la validation de ces modèles

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Abdulnour, Jawad. « Simulation numérique du champ électromagnétique d'une cavité résonnante au voisinage d'un tube d'insertion ». Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1988. http://depot-e.uqtr.ca/5721/1/000574436.pdf.

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Hoëppe, Frédéric. « Analyse du comportement électromagnétique des chambres réverbérantes à brassage de modes par l'utilisation de simulations numériques ». Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-177-178.pdf.

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Résumé :

La chambre réverbérante à brassage de modes pour les essais d'immunité électromagnétique est promise à un certain essor. Toutefois, sa mise en œuvre nécessite une compréhension approfondie de certains phénomènes physiques. Les développements proposés au cours de cette thèse traitent de l'analyse des chambres réverbérantes par deux méthodes. La première est un outil analytique simple basé sur le fonctionnement modal d'une cavité. La seconde s'appuie sur des simulations numériques. L'outil analytique établit le lien entre la théorie des cavités et l'approche statistique pour traiter du comportement électromagnétique de la chambre réverbérante lors d'une superposition de modes de résonance. Pour analyser correctement le comportement d'une cavité avec un environnement interne complexe (présence du brasseur, de l'équipement sous test, des antennes, ), il faut s'appuyer sur des simulations numériques. La première méthode réalise une analyse modale large bande de la cavité et permet de calculer son coefficient de qualité. La seconde simule fidèlement la rotation du brasseur de modes. Ainsi, la chambre réverbérante du LRPE et celle de EADS Airbus ont été modélisées. L'exploitation de ces modèles a permis d'apprécier les limites de fonctionnement des chambres réverbérantes : en espace pour déterminer le volume utile d'essai et en fréquence afin d'évaluer sa limite basse, notamment en fonction de la forme du brasseur. L'influence de l'équipement sous test sur cette limite est également examinée. Les simulations effectuées renseignent aussi sur la compréhension des couplages en chambre réverbérante en les comparant à la chambre anéchoi͏̈que.

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Reboud, Christophe. « Développement d'un modèle électromagnétique 3D pour la simulation d'un procédé de contrôle non destructif ». Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112111.

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Résumé :

Le contrôle non destructif (CND) par courants de Foucault (CF) prend une place importante dans de nombreux secteurs industriels comme celui de la sidérurgie. Le développement d'outils de simulation dédiés au CND apporte une aide précieuse à l'optimisation des chaînes de contrôle. Le Centre de Recherche Vallourec (CEV) et le service CEA-SYSSC ont collaboré dans le cadre de ce travail de thèse afin de développer des modèles répondant à des besoins de modélisation spécifiques. L'approche des équations intégrales de volume et le formalisme des dyades de Green ont été adoptés afin d'obtenir des résultats précis avec un temps de calcul compatible avec des procédures d'optimisation ou d'inversion de données. Un modèle rapide incluant plusieurs fonctionnalités a été développé pour la simulation du contrôle de tubes non magnétiques par différentes géométries de sondes externes. Des défauts tridimensionnels en forme de rainures et de trous à fond plat ont notamment été modélisés. Les différents développements ont été validés expérimentalement et ont ensuite été intégrés au sein de la plate-forme logicielle CIVA dédiée au CND. Les équations intégrales établies sont résolues à l'aide de la variante de Galerkin de la méthode des moments en utilisant dans un premier temps des fonctions de projection uniformes et constantes par morceaux. Un schéma de discrétisation basé sur des B-splines non-uniformes de degré 1 ou 2 a été introduit de s'affranchir de certaines limitations en mémoire. Ceci constitue un apport original par rapport à la littérature existante et permet d'envisager la simulation de configurations de contrôle plus complexes
Eddy current testing (ECT) is widely used in industrial fields such as iron and steel industry. Dedicated simulation tools provide a great assistance for the optimisation of ECT processes. CEA and the Vallourec Research Center have collaborated in order to develop a simulation tool of ECT of tubes. The volume integral method has been chosen for the resolution of Maxwell equation in a stratified medium, in order to get accurate results with a computation time short enough to carry out optimisation or inversion procedures. A fast model has been developed for the simulation of ECT of non magnetic tubes using specific external probes. New flaw geometries have been modelled: holes and notches with flat bottom. Validations of the developments, which have been integrated to the CIVA platform, have been carried out using experimental data recorded in laboratory conditions and in industrial conditions, successively. The integral equations derived are solved using the Galerkin variant of the method of moments with pulse functions as projection functions. In order to overcome some memory limitations, other projection functions have been considered. A new discretisation scheme based on non-uniform B-splines of degree 1 or 2 has been implemented, which constitutes an original contribution to the existing literature. The decrease of the mesh size needed to get a given accuracy on the result may lead to the simulation of more complex ECT configurations

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Delort, Thierry. « Résolution théorique et numérique de problèmes de diffraction électromagnétique en aéronautique ». Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30078.

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Ce memoire presente le developpement et l'utilisation de methodes numeriques pour etudier la diffraction electromagnetique par des corps conducteurs ou dielectriques, en dimension 2 ou 3. Dans la premiere partie, nous nous interessons a des calculs de ser sur des objets d'extension finie. La methode de reference est la methode integrale avec une resolution par elements finis de contour et notre travail a consiste a resoudre les points delicats rencontres lors du couplage de cette methode avec des modeles adaptes a diverses applications: approximation de l'impedance (milieux a fort indice), modelisation des sources de courant (hybridation) et methode de regularisation (haute frequence). Dans la deuxieme partie, nous abordons la diffraction sur des objets periodiques. Deux outils numeriques complementaires sont mis au point et valides: le premier met en uvre les elements finis de volume dans le domaine frequentiel (fem), le deuxieme s'appuie sur les differences finies dans le domaine temporel (fdtd). Pour illustrer l'interet de ces outils, nous traitons ensuite plusieurs applications: verification numerique d'une propriete de blaze generalisee des reseaux prevue par la theorie, optimisation d'une surface dichroique, analyse du comportement d'un materiau periodique anisotrope (nid d'abeilles), evaluation des proprietes de chiralite d'une matrice dopee avec des ressorts metalliques

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Bouillon, François. « Simulations numériques directes du contrôle électromagnétique : étude de l'impact d'un forçage électromagnétique sur un écoulement turbulent en canal plan ». Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008776.

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Le contrôle électromagnétique (CEM) d'écoulement en eau de mer permet d'appliquer directement au sein d'un écoulement des forces volumiques locales dans des régions choisies de celui-ci. Des actionneurs électromagnétiques (EM), constitués d'aimants permanents et d'électrodes pariétales, constituent un moyen original de forçage sur une couche limite d'eau de mer. Les forces électromagnétiques volumiques appliquées sont locales et leur rotationnel est une source directe de vorticité. Ces actionneurs peuvent être associés en réseau et activés périodiquement en espace et en temps. Des travaux précédents, Rossi L. et al. (2002), ont montré expérimentalement la possibilité d'altération, par forçage électromagnétique (EM), de structures cohérentes produites synthétiquement dans une couche limite laminaire. Dans la présente étude, une simulation numérique directe (SND) basée sur le code de Paulo Orlandi est entreprise, Orlandi P. (2000). La SND constitue un outil essentiel à l'identification des mécanismes actifs pour chaque schéma de contrôle envisagé. Le travail accompli porte en première étape sur le calcul d'une couche limite turbulente ordinaire non-actionnée. Le champ turbulent obtenu est d'une part comparé avec succès à ceux des travaux faisant référence, d'autre part il constitue le champ initial à un ensemble de simulations de forçage. Les résultats sont analysés sur les champs de vitesse calculés et sur l'identification des structures cohérentes présentes dans cette couche. La seconde étape consiste à imposer divers forçages électromagnétiques locaux à l'écoulement et à analyser la réponse de ce dernier à ces forçages.

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Zoghbi, Mohamad El. « Analyse électromagnétique et outils de modélisation couplés : Application à la conception hybride de composants et modules hyperfréquences ». Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f3d13e75-6667-4684-84eb-37cfeebda8cc/blobholder:0/2008LIMO4044.pdf.

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Résumé :

Nous proposons dans ce travail de thèse différentes méthodes de modélisation dédiées à l'optimisation rapide de modules hyperfréquences tout en tenant compte des phénomènes EM parasites : - une première approche dédiée à l'optimisation du packaging de module MCM qui allie les avantages de la simulation circuit et ceux de la simulation EM tout en limitant les inconvénients de cette dernière par l'utilisation de réseaux de neurones. - une deuxième approche hybride consacrée à l'optimisation rapide des caractéristiques des lignes quasi-TEM dans un environnement modulaire. - une troisième méthode de segmentation par accès numériques dédiée à la caractérisation de l'effet de couplage entre les différents éléments voisins d'un dispositif à combinaison spatiale de puissance. Enfin, nous décrivons comment il serait possible de modéliser le rayonnement de composants par surfaces de Huygens équivalente dans un environnement modulaire donné
In this thesis, we propose several methods dedicated to a rapid optimization of microwave modules while taking into account the EM parasites phenomena : - One of theses approaches is dedicated to the optimization of modules MCM packaging. It combines the advantages of circuit simulation and the EM simulation. The disadvantages of the latter are limited by using of neural networks. - A second hybrid approach is dedicated to a fast optimization of the characteristics of quasi-TEM lines in a modular environment. - A third method of segmentation by digital access is proposed to the characterization of the effect of coupling between adjacent elements on a combination of space power. Finally, we describe how it would be possible to model the radiation of components by equivalent Huygens surfaces in a modular environment

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Claudepierre, Ludovic. « Simulateur électromagnétique d'erreur VOR par méthodes déterministes : Application aux parcs éoliens ». Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/15090/1/LCLAUDEPIERRE.pdf.

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Résumé :

Étant donné l'urgence environnementale, le développement des énergies renouvelables s'est fortement accru ces dernières années. L'implantation de champs d'éoliennes est notamment en pleine expansion dans toute l'Europe. Ces éoliennes, de structure diélectrique et métallique et de grande taille, peuvent avoir un impact significatif sur les systèmes radiofréquences. En particulier, les systèmes de radionavigation et de surveillance opérés par la DGAC (VOR, radar) doivent cohabiter avec de nouveaux champs d'éoliennes. En effet, ces dernières influent sur le champ électromagnétique des systèmes et peuvent dégrader leurs performances (multitrajets, masquages... ). Il est alors important de pouvoir quantifier ces dégradations, en particulier dans le cas du VOR où les multitrajets engendrent une erreur de relèvement. Dans ce travail de thèse, un simulateur électromagnétique appelé VERSO (VOR ERror SimulatOr) est développé. Il permet d'estimer l'impact d'objets diffractants, en particulier d'éoliennes, sur le signal VOR. Dans la littérature, différentes techniques de modélisation sont proposées pour prédire ces phénomènes. Certaines sont trop approximatives, d'autres trop coûteuses en temps. Ainsi, le choix des techniques utilisées dans ce simulateur a été guidé par le compromis entre précision et temps de calcul. L'équation parabolique est utilisée pour modéliser la propagation de la source jusqu'aux éoliennes afin de prendre en compte le relief. Ensuite, une méthode d'optique physique sur matériaux diélectriques est mise en œuvre pour calculer le champ diffracté par ces objets. Le modèle électromagnétique de l'éolienne et les hypothèses inhérentes aux méthodes utilisées par VERSO ont été validés aux fréquences VHF (VOR) par comparaison avec la méthode des moments qui fait office de référence. Une extension de VERSO pour les systèmes radars a été abordée. Par conséquent des validations similaires à ces fréquences ont été réalisées. Plus spécifiquement, un modèle de pale d'éolienne prenant en compte la présence du parafoudre est proposé aux fréquences VOR et radar. Les effets de masquage sont eux aussi quantifiés pour ces 2 domaines de fréquences. Il est notamment démontré que l'effet de masquage pour des éoliennes alignées radialement à un VOR est négligeable. Cette approximation ainsi que le modèle de pale sont ensuite utilisés dans le programme VERSO. Ce dernier est validé à l'aide de contrôles en vol sur un scénario de 9 éoliennes implantées à 5 km du VOR de Boulogne-sur-Mer. Une étude quantitative de l'impact de chaque partie des éoliennes est menée afin de discriminer la source majoritaire d'erreur VOR. On constate notamment qu'à grande distance du VOR dans le scénario d'observation considéré, le mât constitue le principal contributeur en terme de champ diffracté et d'erreur VOR. Enfin, une étude statistique sur l'erreur VOR a permis d'obtenir un simulateur de scénarios qui donne l'erreur maximale avec une confiance fixée, en minimisant le nombre de simulations à effectuer. Pour accélérer cette méthode, une expression analytique approchée de l'erreur VOR maximum a été développée en fonction de la distance d'implantation et de la hauteur du mât de l'éolienne. Cette dernière étude fournit une méthode rapide pour évaluer l'impact de la construction d'un champ d'éoliennes quelconque à proximité de systèmes de l'aviation civile.

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Sytova, Elizaveta. « Modeling of Iter and Asdex Upgrade detached plasmas using the Solps-Iter code with drifts and currents ». Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0098.

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Résumé :

Les principaux objectifs de cette thèse sont :* analyser les mécanismes déterminant l’équilibre rétention / fuite pour l’Azote et le Néon dans le régime de plasma détaché du divertor;* comparer l’efficacité du piégeage relatif aux fuites pour l’Azote et le Néon ainsi que pour les divertors des tokamaks ASDEX-Upgrade et ITER.Pour ce faire, le package de modélisation de code SOLPS-ITER a été développé et utilisé. Dans un premier temps, la précision de la modélisation des impuretés dans SOLPS-ITER a été augmentée en introduisant des formulations analytiques plus précises du frottement et des termes de force thermique. Les principales conclusions de ce travail de modélisation sont :* Le transport des impuretés le long des lignes de champ, de la région du divertor vers la région amont, à proximité du volume de confinement, est différent pour l’Azote et le Néon aussi bien dans ASDEX-U que dans ITER. On observe que la rétention de l’Azote dans le volume divertor est supérieure à celle du Néon dans les simulations pour les deux tokamaks.* Si les mécanismes de rétention et de migration des impuretés dans le divertor donnent des résultats comparables pour ASDEX-Upgrade et pour ITER, la situation est assez différente du point de vue de la distribution spatiale du rayonnement. Cette différence permet de penser que le Néon sera efficace dans les scénarios pour ITER.L’ensemble des résultats de simulation et leurs interprétations a été présenté à la conférence internationale "Plasma Surface Interaction" en 2018 et publié en 2019
The main goals of the present thesis are to:* investigate the differences between retention and leakage mechanisms of nitrogen and neon impurities in the context of the detachment formation;* compare the retention and leakage mechanisms of the nitrogen and neon impurities for the ASDEX Upgrade and ITER.To do this, the SOLPS-ITER code modeling package was further developed and then used. Modeling of ITER and ASDEX Upgrade scenarios with Ne and N impurity seeding was performed. The same ratio of radiated to input power ratio was maintained for all four modeling cases to make further comparisons possible. On the basis of the modeling, the following conclusions are made:* impurity transport from the divertor region upstream is found to be different for the neon and nitrogen impurities in both ITER and ASDEX Upgrade. Nitrogen is found to be better retained in the divertor volume than neon for both devices. * even though the retention and leakage of nitrogen and neon has the same mechanism in ITER and ASDEX Upgrade (nitrogen is better retained), in terms of the radiation distribution point of view thetwo machines behave differently. This difference suggests that neon impurity seeding seem to be an appropriate radiator for the ITER, even though for ASDEX Upgrade it results in an unacceptable radiation pattern

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Donini, Julien. « Contribution à la construction et à la simulation du calorimètre électromagnétique de CMS au LHC ». Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001885.

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Résumé :

Le détecteur CMS est l'une des deux expériences généralistes du LHC (Large Hadron Collider). Un des axes de recherche majeur de CMS est la recherche du (des) boson(s) de Higgs. À basse luminosité la signature la plus prometteuse pour un boson de Higgs léger (< 150 GeV) est sa désintégration en deux photons. Compte tenu de l'environnement du LHC, la recherche du Higgs dans ce canal nécessite un calorimètre électromagnétique (ECAL) extrêmement précis, rapide et résistant aux radiations.
Afin d'atteindre ce niveau de performances, plusieurs prototypes du calorimètre ont été mis en faisceau au cours des années 1999 et 2000. Une partie importante de cette thèse est consacrée à l'analyse des données obtenues lors de ces tests, avec pour objectif principal l'étude des paramètres jouant un rôle essentiel dans les performances du détecteur, en particulier la résolution en énergie, le suivi en lumière des cristaux et les performances de la chaîne électronique frontale dans sa version quasi-finale.
Un autre aspect de notre travail a été de développer une simulation comportant un haut degré de précision et de réalisme de la partie centrale du ECAL, à partir de l'outil de modélisation utilisé en physique des particules GEANT et d'une interface (EUGENIE) permettant d'intégrer des dessins de CAO dans la simulation. Cette description du détecteur a récemment été adoptée par la collaboration CMS et intégrée dans le programme de simulation officiel.

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Laval, Damien. « Application de méthodes asymptotiques à la simulation de la diffraction électromagnétique par un corps régulier ». Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13188.

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La diffraction d’une onde électromagnétique est étudiée dans de nombreux domaines industriels. Certaines études, concernant les objets diffractant de petite taille par rapport à la fréquence, utilisent des méthodes numériques basées sur les équations des Maxwell sous forme intégrale : les Méthodes des Moments et plus récemment les Méthodes Multipôles. Dans le cadre d’études sur de grands objets ou à hautes fréquences, ces méthodes deviennent rapidement trop coûteuses. L’objet de cette thèse est de fournir une autre approche permettant de palier ces problèmes grâce à une formulation utilisant des développements asymptotiques basés sur la Théorie Géométrique de la Diffraction (TGD). L’application d’une méthode de couche limite à ces problèmes pour des corps réguliers dans la région proche de la frontière ombre-lumière et dans la zone d’ombre nous amène, en utilisant l’équation d’Airy, à des expressions intégrales du champ diffracté. Une telle application de méthode de couche limite à des géométries de corps allongés donne plutôt une équation bi-confluente de Heun. N’ayant pas de solution analytique de cette équation de Heun, nous obtenons des solutions par approximations de l’équation étudiée. Les résultats numériques obtenus par une implémentation de ces formulations associée à un algorithme de lancer de rayons montrent une très bonne correspondance avec des résultats de méthodes intégrales.

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Wainewright, Evelyn. « Efficient Simulation for Quantum Message Authentication ». Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2016. http://hdl.handle.net/10393/35213.

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Résumé :

A mix of physics, mathematics, and computer science, the study of quantum information seeks to understand and utilize the information that can be held in the state of a quantum system. Quantum cryptography is then the study of various cryptographic protocols on the information in a quantum system. One of the goals we may have is to verify the integrity of quantum data, a process called quantum message authentication. In this thesis, we consider two quantum message authentication schemes, the Clifford code and the trap code. While both of these codes have been previously proven secure, they have not been proven secure in the simulator model, with an efficient simulation. We offer a new class of simulator that is efficient, so long as the adversary is efficient, and show that both of these codes can be proven secure using the efficient simulator. The efficiency of the simulator is typically a crucial requirement for a composable notion of security. The main results of this thesis have been accepted to appear in the Proceedings of the 9th International Conference on Information Theoretic Security (ICITS 2016).

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Chayé, Isabelle. « Modélisation par éléments finis de frontière de la diffraction électromagnétique des surfaces ». Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD424.

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L'objectif de l'étude est la mise en œuvre d'une méthode numérique de résolution des problèmes de diffraction électromagnétique par les obstacles supposés réduits à des surfaces. La formulation de ce type de problème aux limites consiste à écrire la condition régissant à la surface des obstacles, le comportement du champ électrique exprimé sous sa forme intégrale. L'utilisation d'une méthode variationnelle donne lieu à l'établissement d'une fonctionnelle dont la stationnarité permet de déterminer les inconnues du problème que sont les densités surfaciques de courant sur l'obstacle. La détermination de ces inconnues permet ensuite d'accéder aux champs électromagnétiques dans tout l'espace. La mise en œuvre numérique de la méthode est basée sur la discrétisation de la géométrie avec des éléments finis surfaciques non isoparamétriques, dont les inconnues sont les flux de la densité surfacique de courant à travers les arêtes des éléments. Divers éléments finis sont ainsi développés et comparés entre eux. La méthode est validée par confrontation avec des exemples analytiques pour les conducteurs réels et parfaits. Le calcul de la surface équivalente radar est vérifié pour les conducteurs parfaits grâce a divers exemples trouvés dans la littérature.

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Boyer, Alexandre. « Méthode de prédiction de la compatibilité électromagnétique des systèmes en boîtier ». Toulouse, INSA, 2007. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000170/.

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Afin de réaliser des circuits électroniques plus denses et plus performants, les industriels cherchent à intégrer dans un même boîtier plusieurs circuits. Néanmoins, la cohabitation entre un circuit bruyant et un circuit sensible du point de vue CEM pourrait révéler des incompatibilités dont il faut se prémunir. Ce mémoire décrit des méthodologies de prédiction de l’impact d’un couplage électromagnétique entre deux circuits proches, dans le cadre d’un rapprochement entre un microcontrôleur dédié à des applications automobiles et un composant puissance. Le premier chapitre est dédié à l’étude de l’origine et à la modélisation des émissions parasites et de la susceptibilité des circuits intégrés, et à la prise en compte de ces deux problèmes dans le cas d’un rapprochement entre plusieurs circuits. Ensuite, le deuxième chapitre est consacré à la modélisation des émissions rayonnées des circuits en champ proche produites tandis que le troisième s’intéresse à la prédiction de la susceptibilité des circuits soumis à des agressions rayonnées localisées. Enfin, dans le dernier chapitre, deux méthodologies de prédiction des risques de défaillances produites par le couplage entre deux circuits proches sont proposées à partir des modèles d’émission et de susceptibilité des composants, permettant de tester l’effet du placement et des conditions de fonctionnement sur la compatibilité électromagnétique
In order to achieve more powerful and denser electronic devices, the actual trend in microelectronic industry consists in integrating several circuits inside the same package. However it could involve electromagnetic incompatibility between the different circuits. This report describes some predictive methodologies dedicated to the impact of electromagnetic coupling between two nearby circuits, e. G. In the case of a module composed of a microcontroller and a power device. The first chapter is dedicated to the origin and the modelling of integrated circuit parasitic emission and susceptibility, and EMC problems related to system on package. Then the second chapter deals with integrated circuit near field radiated emission modelling, and the third chapter is dedicated to the susceptibility modelling of components disturbed by localized radiated aggression. Finally two methodologies aiming at predicting failure risks for two nearby components are proposed. They are based on the use of integrated circuit emission and susceptibility electrical models and allow testing the effect of placement and operating conditions on the electromagnetic compatibility

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Muot, Nathanaël. « Stratégie d'hybridation de méthodes de simulation électromagnétique FDTD/MTL - application à l'étude de grands systèmes complexes - ». Phd thesis, ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841708.

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Résumé :

Dans ce mémoire, nous présentons une stratégie basée sur une approche hybride dans le domaine temporel, couplant une méthode de résolution des équations de Maxwell dans le domaine 3D (FDTD) avec une méthode de résolution des équations de ligne de transmission, afin de pouvoir simuler des problèmes électromagnétiques de grande échelle. Le mémoire donne les éléments d'hybridation pour deux cadres d'utilisation de cette approche : une approche multi-domaine et une approche multi-résolution ou d'échelle. L'approche multi-domaine est une extension de la méthode FDTD 3D à plusieurs sousdomaines reliés par des structures filaires sur lesquelles on résout une équation de lignes de transmission par un formalisme FDTD 1D. La difficulté est d'abord d'avoir une définition implicite du champ électromagnétique dans la théorie des lignes de transmission, et d'autre part de prendre en compte les effets du sol sur les courants induits au niveau des lignes et sur les champs électromagnétiques. L'approche multi-résolution ou d'échelle est conçue pour étendre les capacités de la méthode FDTD au traitement du routage de câbles complexes ayant une section plus petite que la taille de la cellule. Ce mémoire présente différentes techniques pour évaluer les paramètres de la ligne, basées sur la résolution d'un problème de Laplace 2D, ainsi qu'une méthode de couplage champs/câbles basée sur le courant de mode commun. L'ensemble de ce travail nous a permis de proposer une méthode numérique efficace pour calculer les effets électromagnétiques induits par une source (type onde plane ou dipolaire) sur des sites de grande dimension, composés de plusieurs bâtiments reliés entre eux par un réseau de câbles. Dans ce cadre une application à la foudre a été réalisée.

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Rochdi, Majid. « Signature électromagnétique bistatique d'une cible complexe placée sur une surface maritime rugueuse : modélisation, simulation et expérimentation ». Brest, 2011. http://www.theses.fr/2011BRES2048.

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Les travaux réalisés ont pour principal objectif l’étude de l’interaction des ondes électromagnétiques avec une cible complexe; et aussi l’influence de l’environnement et les interactions EM qui peuvent avoir lieu entre la cible et la surface naturelle environnante considérée comme rugueuse. Ainsi, le présent travail vise l’étude et la simulation de la signature EM d’une cible complexe placée dans son environnement naturel. L’application retenue concerne la signature d’une cible complexe placée sur une surface maritime réaliste. La modélisation électromagnétique adoptée est basée sur les méthodes asymptotiques (Optique physique, Optique Géométrique, Méthode des Courants Equivalents) combinées à une méthode de tracer de rayons. La scène surface-cible est représentée par un ensemble de facettes triangulaires. Dans ce cadre, la cible maillée est générée à l’aide d’un outil de CAO (CATIA), quant à la surface de mer, elle est générée à partir du spectre de mer d’Elfouhaily. L’ensemble surface-cible est ensuite traité comme une seule cible complexe. La méthodologie proposée a été évaluée via des simulations et aussi par des expérimentations. Les résultats de simulation ont été comparés à ceux publiés dans la littérature ouverte. Quant aux expérimentations, elles ont été effectuées dans la chambre anéchoïque du laboratoire en considérant différentes cibles (canoniques et ensuite complexes)
The purpose of this thesis is to study the electromagnetic scattering phenomena involved on rough sea surface in the presence of a complex object. To solve this problem, we have studied and applied a model based on asymptotic methods. The basic idea is to combine a ray tracing-based algorithm with the physical optics, geometrical optic and the method of equivalents edge currents. The comprehensive geometrical model of the complex object and sea surface is designed by CAD (CATIA) tools and the sea power spectrum. The sea surface is generated by using the Elfouhaily directional wave spectrum. Both the target and the sea surface are meshed with triangular patches in order to compute the scattered field. The results obtained were compared with those published in the literature and with measurements carried out in an anechoic chamber

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Muot, Nathanaël. « Stratégies d’hybridation de méthodes de simulation électromagnétique FDTD/MTL : Application à l’étude de grands systèmes complexes ». Thesis, Toulouse, ISAE, 2013. http://www.theses.fr/2013ESAE0019/document.

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Résumé :

Dans ce mémoire, nous présentons une stratégie basée sur une approche hybridedans le domaine temporel, couplant une méthode de résolution des équations de Maxwelldans le domaine 3D (FDTD) avec une méthode de résolution des équations de ligne detransmission, afin de pouvoir simuler des problèmes électromagnétiques de grande échelle. Lemémoire donne les éléments d’hybridation pour deux cadres d’utilisation de cette approche :une approche multi-domaine et une approche multi-résolution ou d’échelle.L’approche multi-domaine est une extension de la méthode FDTD 3D à plusieurs sousdomainesreliés par des structures filaires sur lesquelles on résout une équation de lignes detransmission par un formalisme FDTD 1D. La difficulté est d’abord d’avoir une définitionimplicite du champ électromagnétique dans la théorie des lignes de transmission, et d’autrepart de prendre en compte les effets du sol sur les courants induits au niveau des lignes etsur les champs électromagnétiques.L’approche multi-résolution ou d’échelle est conçue pour étendre les capacités de la méthodeFDTD au traitement du routage de câbles complexes ayant une section plus petite quela taille de la cellule. Ce mémoire présente différentes techniques pour évaluer les paramètresde la ligne, basées sur la résolution d’un problème de Laplace 2D, ainsi qu’une méthode decouplage champs/câbles basée sur le courant de mode commun.L’ensemble de ce travail nous a permis de proposer une méthode numérique efficace pourcalculer les effets électromagnétiques induits par une source (type onde plane ou dipolaire)sur des sites de grande dimension, composés de plusieurs bâtiments reliés entre eux par unréseau de câbles. Dans ce cadre une application à la foudre a été réalisée
In this thesis, we present a strategy based on a hybrid approach in the timedomain, by coupling 3D method (FDTD) with a multi-conductors transmission line (MTL)method, in order to simulate complex large scale electromagnetic problems. This reportgives the theoretical and numerical elements for coupling these approaches for two kindof problems, which are the multi domains approach and the multi scale approach. Themultiple domains approach is an extension of the classical FDTD method taking into accountseveral 3D subdomains, interconnected by a wire network, on which a 1D transmission lineformalism is used. The main issues are, on one hand to have an implicit expression ofthe electromagnetic field in the transmission line approach, and on the other hand to beable to take into account the ground effects on the induced currents, on the transmissionline parameters and on the electromagnetic field. The multi scale approach is developed toextend the capabilities of FDTD to deal with complex cables routing. We assume that thecross section of the cables are smallest than the cell size, and in these problems, the 1Dtransmission line problem is physically included in the 3D global computational domain.The work done in this thesis leaded to a new field to transmission line coupling based onthe common mode current, and an evaluation of the transmission. line parameters basedon a Laplace equation resolution in 2D. In this work, we have elaborated and proposedefficient numerical strategies for the computation of electromagnetic induced effects on largeand complex sites, composed of several interconnected distant buildings. An application tolightning problems have been done

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Besse, Olivier. « Contribution à l'étude de la propagation électromagnétique en zone urbaine dans le domaine millimétrique ». Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0016.

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Ce memoire est consacre a l'analyse de la propagation des ondes electromagnetiques en zone urbaine dans le domaine des longueurs d'ondes millimetriques. Le systeme etudie, appele lmds, est un service de communication a haut debit par faisceaux hertziens fonctionnant a 40 ghz. Une plage de frequence de 2 ghz a ete allouee en europe pour ce type de service et se situe dans la bande ku entre 40,5 ghz et 42,5 ghz. L'etude porte, d'une part, sur l'analyse des conditions particulieres de propagation des ondes electromagnetiques en zone urbaine et, d'autre part, sur la conception d'outils de simulation d'une liaison lmds afin de rendre les liaisons hertziennes les plus performantes possibles. Dans un premier temps, le systeme lmds est presente ainsi que ses caracteristiques avec, notamment, une liste des services proposes par ce dispositif. Les simulations font l'objet d'une partie importante de ces travaux : - analyse theorique d'une liaison lmds en incidence directe sous differents parametres (conditions climatiques et influence de la vegetation). - etude de la couverture radioelectrique du systeme (decomposition en secteurs, agencement des cellules). - analyse de l'influence du rayonnement indirect sur la liaison (rayons reflechis et diffractes). Pour les besoins de cette etude, nous avons procede a la mise au point d'une technique de caracterisation en espace libre des materiaux de construction dans cette bande de frequence. Les differentes etapes de l'analyse de ce systeme de communication a haut debit ont permis de proposer des solutions realistes favorables a son developpement.

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Posadas, Sergio. « Stochastic simulation of a Commander's decision cycle (SSIM CODE) ». Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2001. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA392113.

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Résumé :

Thesis (M.S. in Operations Research) Naval Postgraduate School, June 2001.
Thesis advisor(s): Paulo, Eugene P. ; Olson, Allen S. "June 2001." Includes bibliographical references (p. 111-115). Also available in print.

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Umeda, Takayuki, Jun-ichiro Miwa, Yosuke Matsumoto, Takuma K. M. Nakamura, Kentaro Togano, Keiichiro Fukazawa et Iku Shinohara. « Full electromagnetic Vlasov code simulation of the Kelvin.Helmholtz instability ». American Institute of Physics, 2010. http://hdl.handle.net/2237/14151.

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Parachoniak, Ronald D. « Numerical experiments using an electrostatic, relativistic plasma simulation code ». Thesis, University of British Columbia, 1986. http://hdl.handle.net/2429/26023.

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A 1-1/2 dimensional electrostatic, relativistic, plasma simulation model was constructed, implemented on the UBC FPS array processor, and tested by solving three problems in plasma physics. The model will handle a variety of different initial conditions including cold plasmas, cold beams, and drifting maxwellians. Relativistic particle velocities are properly modelled and up to two species of particles may be specified. The numerical experiments run with the model included cold plasma oscillations, cold and warm two-stream instabilities, and Landau damping. Results of the simulations were compared to theory and excellent agreement was obtained in all the cases studied. The model may now be used with confidence to research various (relativistic) electrostatic problems. It could also be modified to make it fully electromagnetic, in which case it would be useful for simulating many additional phenomena, including laser-plasma interactions.
Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate

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Aquino, João José Redondo de. « Structural numerical simulation code development with isogeometric anakysis (IGA) ». Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/22375.

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Mestrado em Engenharia Mecânica
In the present day most product development industries uses the Finite Element Method (FEM) for structural analysis. Designers model the product geometries using Computer-Aided Design (CAD) software, the geometries are then fitted for analysis, by the analysts, with a mesh approximation that inevitably results in loss of accuracy. Achieving the best geometry description for complex components can be a complex task and it can take a lot of time. Considering this drawback, a new method was developed which takes advantages of curve representation tools and uses them as bases for analysis. Aiming for no loss of geometrical precision, this new method has been called "Isogeometric Analysis" (IGA). The smoothness of Spline representations used in Isogeometric Analysis can be useful for a particular branch of structural analysis which is the analysis of plates and shells. The classic thin plate theory developed by Gustav Kirchhoff requires a geometry description with C1 continuity between elements which is normally defined by high order polynomial functions, which typically represents a problem with the piecewise Lagrangian shape functions used in conventional FEM. The present work explores parametric descriptions used as basis for Isogeometric Analysis, such as Bézier curves, B-splines and NURBS, taking advantage of its smoothness to develop formulations for thin plate elements. The 4-node rectangular derived by Melosh, O. Zienkiewicz and Y. Chung called MCZ thin plate element based on Kirchhoff assumptions, was the starting point to build up to a NURBS-based thin plate element. MCZ thin plate elements, NURBS-based thin plate elements (with different order geometries) and Abaqus commercial software shell elements are evaluated by means of classical plate benchmarks comparing the elements convergences and overall performance. It can be shown that the proposed NURBS-based formulation is reliable for the analysis of thin structures.
Nos dias de hoje a maioria da indústria de desenvolvimento do produto utiliza o Método dos Elementos Finitos (MEF) na análise estrutural. Os desenhistas modelam o produto através de ferramentas de Computer-Aided Design (CAD). As geometrias são depois ajustadas para a análise pelos analistas que constroem uma aproximação através de uma malha de elementos finitos, o que inevitavelmente resulta numa perda de precisão geométrica. Para conseguir a melhor aproximação à geometria original para componentes complexos o processo pode ser complicado e pode consumir muito tempo. Considerando esta desvantagem foi desenvolvido um novo método que tira partido da descrição geométrica das ferramentas de desenho e utiliza as funções base das curvas para analise, com o objectivo de não haver perda de precisão geométrica, este novo método tem o nome de “Análise Isogeométrica” (IGA). A suavidade das geometrias Splines usadas na análise isogeometrica pode ser muito útil num ramo particular da análise estrutural, no estudo das placas e cascas. A teoria clássica de análise de placas finas de Kirchhoff requer uma descrição geométrica que tenha continuidade C1 entre elementos, que é normalmente definida por polinómios de ordem elevada, que são tipicamente um problema para as funções de forma Lagrangeanas usadas em MEF. O presente trabalho explora as descrições geométricas utilizadas como funções de forma para a análise isogeométrica como as curvas de Bézier, as B-splines e as NURBS, tirando vantagem da facilidade de estas conseguirem a requerida continuidade entre elementos para criar elementos de placas finas com as funções de base NURBS como funções de forma. É utilizado o elemento de placa fina MCZ desenvolvido por Melosh, O. Zienkiewicz e Y. Chung com base nas premissas de Kirchhoff como ponto de partida para desenvolver o elemento com base em NURBS. No fim os elementos de placas finas MCZ, os elementos com funções de base NURBS (com geometrias de diferentes ordens) e elementos do tipo casca do software comercial Abaqus são avaliados através de uma série de diferentes problemas clássicos de placas, comparando a convergência e o desempenho global. É possivel ver que a formulação proposta é fidedigna na análise de estruturas de placa fina.

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Pardo-Gibson, Oscar. « Etude et simulation temporelle de la susceptibilité électrompagnétique de systèmes interconnectés ». Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1987. http://www.theses.fr/1987ECDL0019.

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Fourniols, Jean-Yves. « Contribution à l'étude des problèmes de compatibilité électromagnétique dans les systèmes micro-électroniques submicroniques ». Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0003.

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Résumé :

Les progres en integration micro-electronique permettent la realisation sur une meme puce de systemes complets, alliant les circuits digitaux de tres grande vitesse tels que les microprocesseurs, et les circuits analogiques hautes performances. Ces nouveaux systemes integres en technologies submicroniques ont vu l'apparition de phenomenes parasites. Ce travail de these, se situe en relation avec la nouvelle norme cee du 1#e#r janvier 1996, concernant la prise en compte de la compatibilite electromagnetique des systemes electroniques. L'approche theorique concerne la modelisation des interconnexions et du phenomene de diaphonie, pour les elements constituant le systeme, circuit integre, boitier d'encapsulation et substrat multi-chip module. Une resolution numerique de l'equation de laplace par la methode des elements finis permet l'extraction, depuis une geometrie de conducteurs donnee, des elements capacitifs et inductifs des conducteurs. L'implantation de ces algorithmes a permis la realisation d'un logiciel, baptise capitool, qui est utilise dans le milieu industriel par certains fondeurs. La resolution analytique dans le domaine temporel, du bruit electromagnetique induit en mode conduit, a ete integree dans un environnement cao, qui permet la prediction des zones couplees sur un dessin de circuit integre. A partir du developpement de notre atelier logiciel, un ensemble de simulations permettent de classifier la susceptibilite des interconnexions, afin d'editer pour les concepteurs, des regles de dessin. L'approche experimentale vient ensuite valider, par une methodologie specifique de test, les modeles proposes. Un nouveau capteur implante sur silicium est presente, avec une evolution vers la mesure de bruit externe. Ce systeme est aujourd'hui utilise dans le milieu industriel, pour caracteriser les nouvelles technologies

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LECHOWSKI, MATTHIEU. « Test du modèle du Petit Higgs dans ATLAS au LHC. Simulation de la numérisation du calorimètre électromagnétique ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010253.

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Résumé :

Le LHC est un collisionneur proton-proton avec une énergie de 14 TeV disponible dans le centre de masse, qui entrera en service courant 2007 au CERN. Deux de ses expériences, ATLAS et CMS, rechercheront et étudieront notamment le boson de Higgs, la Supersymétrie et toute autre nouvelle physique. Cette thèse porte sur deux aspects de l'expérience ATLAS : • d'une part la simulation du calorimètre électromagnétique à Argon liquide, en particulier la reproduction de la chaîne d'électronique pour la numérisation du signal et l'estimation du bruit d'électronique et du bruit d'empilement (dû aux événements résultant des collisions élastiques au LHC). Ces deux points ont été validés par l'analyse des données des tests en faisceau de 2002 et 2004. • d'autre part une étude de physique portant sur le modèle du Petit Higgs. Ce modèle récent a pour but de résoudre le problème de hiérarchie du Modèle Standard en introduisant de nouvelles particules lourdes pour annuler les divergences quadratiques dans le calcul de la masse du boson de Higgs. Ces nouvelles particules, d'une masse de l'ordre du TeV/c2, sont un quark top lourd, des bosons de jauges lourds ZH, WH et AH, et enfin un triplet de Higgs lourds. L'étude de physique a porté sur les désintégrations caractéristiques du modèle, ZH en Z+H et WH en W+H, avec un Higgs soit d'une masse de 120 GeV/c2 se désint´egrant en deux photons, soit de 200 GeV/c2 se désintégrant en ZZ ou WW. Les résultats montrent dans les deux cas, pour 300 fb−1 (3 ans de fonctionnement à haute luminosité), une observation du signal à 5 écart-types pour des masses de ZH et WH inférieures à 2 TeV/c2, couvrant une large partie de l'espace des paramètres.

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Lechowski, Matthieu. « Test du modèle du petit Higgs dans ATLAS au LHC : simulation de la numérisation du calorimètre électromagnétique ». Paris 11, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010253.

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Résumé :

Le LHC est un collisionneur proton-proton avec une énergie de 14 TeV disponible dans le centre de masse, qui entrera en service courant 2007 au CERN. Deux de ses expériences, ATLAS et CMS, rechercheront et étudieront notamment le boson de Higgs, la Supersymétrie et toute autre nouvelle physique. Cette thèse porte sur deux aspects de l'expérience ATLAS. D'une part la simulation du calorimètre électromagnétique à Argon liquide, en particulier la reproduction de la chaîne d'électronique pour la numérisation du signal et l'estimation du bruit d'électronique et du bruit d'empilement (dû aux événements résultant des collisions élastiques au LHC). Ces deux points ont été validés par l'analyse des données des tests en faisceau de 2002 et 2004. D'autre part une étude de physique portant sur le modèle du Petit Higgs. Ce modèle récent a pour but de résoudre le problème de hiérarchie du Modèle Standard en introduisant de nouvelles particules lourdes pour annuler les divergences quadratiques dans le calcul de la masse du boson de Higgs. Ces nouvelles particules, d'une masse de l'ordre du TeV, sont un quark top lourd, des bosons de jauges lourds Z', W' et A', et enfin un triplet de Higgs lourds. L'étude de physique a porté sur les désintégrations caractéristiques du modèle, Z' en Z+H et W en W+H, avec un Higgs soit d'une masse de 120 GeV se désintégrant en deux photons, soit de 200 GeV se désintégrant en ZZ ou WW. Les résultats montrent dans les deux cas, pour 300fb-1 (3 ans de fonctionnement à haute luminosité), une observation du signal à 5 sigma pour des masses de Z' et W' inférieures à 2 TeV, couvrant une large partie de l'espace des paramètres
LHC is a proton-proton collider with an energy of 14 TeV in the center of mass, which will start in 2007 at CERN. Two of its experiments, ATLAS, and CMS, will search and study in particular the Higgs boson, Supersymmetry and other new Physics. This thesis was about two aspects of the ATLAS experiment. On one hand the simulation of the liquid Argon electromagnetic calorimeter, with the emulation of the electronic chain in charge of the digitization of the signal and also the evaluation of the electronic noise and the pile-up noise (coming from minimum bias events of elastic collisions at LHC). These two points have been validated by the analysis of the data taken during testbeams in 2002 and 2004. On the other hand, a physics study concerning the Little Higgs model. This recent model solves the hierarchy problem of the Standard Model, in introducing new heavy particles to cancel quadratic divergences arising in the calculation of the Higgs boson mass. These new particles, with a mass about the TeV, are one heavy quark top, heavy gauge bosons Z', W' and A', and a heavy Higgs bosons triplet. The physics study dealt with the characteristic decays of the model, Z' in Z+H and W in W+H, with a Higgs mass either at 120 GeV decaying in two photons or at 200 GeV decaying in ZZ or WW. Results show that in both cases, for 300fb-1 (3 years at high luminosity), an observation of the signal at 5 sigma for Z' et W' masses less than 2 TeV is possible, covering a large part of the parameter space

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Thèses sur le sujet « Code de simulation électromagnétique »

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