Exemple 3D : chauffage par conduction via la multiphysique
Avant-propos
Ce paragraphe est un résumé des cas traités en détail dans le document technique suivant : « 3D Conduction Heating with Multiphysics Technical Paper ».
Les fichiers relatifs à ces différents cas sont accessibles via le superviseur dans le contexte Ouvrir un exemple.
Dispositif étudié
Le dispositif étudié est un micro capteur de gaz (circuit chauffant).
Le dispositif étudié, représenté sur la figure ci-dessous, comprend les éléments suivants :
- Elément chauffant en platine (électrode)
- épaisseur : e = 10 μm
- Substrat de silicium oxydé :
- épaisseur de Si : 200 μm
- épaisseur de SiO2 : 0.06 µm
Fonctionnement
L'élément chauffant – électrode – est alimenté par une source de tension de 1V.
L'intérêt se porte sur la distribution de la température dans la plaque.
Description électrique
La description du problème électrique est sommairement résumée ci-dessous.
- Géométrie : Le domaine d’étude comprend uniquement l’électrode (le substrat, la couche mince et l’air sont des isolants qui ne sont pas modélisés).
- Maillage : Mailleur réglé sur la base et mailleur extrusif dans
l’épaisseur.
- Physique :
Description thermique
La description du problème thermique est sommairement résumée ci-dessous.
- Géométrie : Le domaine d’étude comprend l’électrode, le substrat de silicium et la couche d’oxyde (l’air n’est pas modélisé).
- Maillage : Mailleur automatique sur la base et mailleur extrusif dans
l’épaisseur.
- Physique :
A ce stade de la description, il n’y a pas de source de chaleur pour le problème thermique.
Source
La source de chaleur provient du courant traversant l'électrode.
Cas étudiés
Trois études sont réalisées :
- étude 1 : une seule séquence entre l'application conduction électrique et l'application thermique permanent
- étude 2 : co-simulation multiphysique entre l'application conduction électrique et l'application thermique permanent
- étude 3 : co-simulation multiphysique entre l'application conduction électrique et l'application thermique transitoire
Etude 1
Les phénomènes physiques sont considérés indépendants – Les variations thermiques de la résistivité électrique du platinium ne sont pas prises en considération.
Etude 2
Les phénomènes physiques sont considérés interdépendants – Les variations thermiques de la résistivité électrique du platinium sont prises en considération.
Etude 3
Les phénomènes physiques sont considérés interdépendants – Les variations thermiques de la résistivité électrique du platinium sont prises en considération. L'application thermique est transitoire.
