Etude 2D plane / axisymétrique, étude 3D

Réflexion préliminaire

Avant de commencer la description d'un dispositif, il est nécessaire de se poser les questions suivantes :

• Quel type d'étude est-il possible de réaliser sur ce dispositif ?
• Quelle application utiliser : 2D ou 3D ?

Les différents types d'études

Il est possible de distinguer les différents types d'études suivants.

Etude 2D plane : caractéristiques

Il est possible de réaliser une étude 2D plane lorsque le dispositif est supposé infiniment long dans une direction.

La représentation géométrique du dispositif est réalisée dans un plan de coupe (perpendiculairement à cette direction).

La profondeur est prise en compte (au niveau de la physique) pour les calculs de grandeurs globales (force, énergie…).

Exemple :

Etude 2D plane : hypothèse de travail

Hypothèses de travail :

Le dispositif est supposé infiniment long dans une direction (profondeur).

Le flux est canalisé dans le plan de coupe, il n'y a pas d'effets de bord (fuites de flux) dans la 3 ème direction (profondeur).

Interprétations possibles de ces hypothèses de travail :

• Les dimensions des entrefers dans le plan de coupe sont faibles par rapport à la profondeur du dispositif.
• Il n'y a pas de fuites de flux dans la 3ème direction.

Exemple : étude 2D plane ou étude 3D ?

Deux dispositifs sont représentés sur la figure ci-dessous. Ces deux dispositifs sont construits sur la même base (d'un point de vue géométrique), mais ils ne fonctionnent pas de la même façon (d'un point de vue physique).

Dispositif constitué de : deux aimants en opposition deux culasses de retour de flux	Dispositif constitué de : deux bobines (en opposition) un circuit magnétique
Dispositif long, mais effet 3D important (fuites aux extrémités)	Dispositif long et flux canalisés dans le circuit magnétique

Discussion sur le choix 2D / 3D :

• Du point de vue géométrique :

  Ces deux dispositifs peuvent être décrit dans un plan de coupe. Une étude 2D est donc envisageable dans les deux cas.

• Du point de vue physique :
  • une étude 3D est conseillée dans le 1er cas, car il existe d'importantes fuites de flux à l'arrière et l'avant du dispositif (du fait des aimants en opposition).
  • une étude 2D est conseillée dans le 2nd cas, car les bobines génèrent un flux magnétique dans le même sens. Le flux et donc fortement confiné dans le circuit magnétique, et donc dans le plan de coupe.

Etude 3D

N'importe quelle géométrie peut être représentée dans ce type d'étude dans les limites des possibilités du logiciel.

Etude 2D axisymétrique : caractéristiques

Il est possible de réaliser une étude 2D axisymétrique lorsque le dispositif présente une symétrie de révolution autour d'un axe.

La représentation géométrique du dispositif est réalisée dans un plan de coupe.

Attention, l'axe de rotation de la géométrie doit obligatoirement être vertical et passer par l'origine.

Bien que l'on parle d'étude 2D (représentation graphique plane), il s'agit en fait d'une étude 3D. Le dispositif est entièrement modélisé, les résultats sont fournis pour le volume entier du dispositif.

Exemple

Choix de l'application

Le choix de l'application (2D ou 3D) est réalisé au niveau du superviseur (onglet Flux 2D ou Flux 3D).