Mode conducteur tube : maillage

Introduction

Cette section détaille les quatre méthodologies de maillage disponibles pour les conducteurs tubes, ainsi que les paramètres que l'utilisateur est invité à renseigner pour leur mise en œuvre.

Maillage uniforme

La technique n'est pas mise en place de la même manière si la section du conducteur est rectangulaire, quelconque pleine ou quelconque creuse, comme il est décrit dans le tableau ci-dessous. Par conséquent, le paramétrage demandé à l'utilisateur varie d'un cas à l'autre.

Section Description
rectangulaire
  1. l'utilisateur est invité à renseigner les nombres n et m d'éléments PEEC selon lesquels subdiviser chacun des deux cotés de la section
  2. le logiciel réalise un maillage régulier et conforme de n lignes et m colonnes ; par conséquent tous les éléments du maillage ont la même taille

quelconque pleine

  1. l'utilisateur est invité à renseigner les nombres n et m d'éléments PEEC selon lesquels subdiviser chacun des deux cotés du profil
  2. le rectangle englobant la section est subdivisé en sous-intervalles définis par les coordonnées des points du profil
  3. chaque sous-intervalle est maillé en manière uniforme, tout en respectant la taille maximale d'éléments imposée par les paramètres n et m
  4. une technique de raffinement sur les bords est automatiquement mise en place pour mieux suivre le contour de la géométrie

Par conséquent le maillage global de la section peut devenir non conforme.

quelconque creuse

  1. l'utilisateur est d'abord invité à renseigner la largeur maximale des éléments PEEC selon lesquels subdiviser le périmètre du profil
  2. ensuite, l'utilisateur est invité à renseigner le nombre d'éléments PEEC selon lesquels subdiviser l'épaisseur de la couche ; la valeur 3 est proposée par défaut
  3. le logiciel procède donc au maillage, d'abord des coins de la section : dans les deux directions le nombre d'éléments est fixé par la valeur que l'utilisateur a renseignée à l'étape 2
  4. les cotés du profil sont ensuite maillés de manière uniforme, tout en respectant la largeur maximale choisie par l'utilisateur à l'étape 1

Maillage géométrique

Cette technique de maillage est disponible uniquement pour les sections rectangulaires et se révèle efficace surtout aux hautes fréquences.

L'utilisateur ayant choisi de mailler de manière géométrique une section de conducteur tube est invité à renseigner :

  • les nombres n et m d'éléments PEEC selon lesquels subdiviser les deux cotés du profil (largeur et hauteur) ;
  • les concentrations K (selon la largeur) et H (selon la hauteur) de ces éléments. Ces valeurs, qui doivent être positives, représentent le rapport entre la taille de deux éléments successifs.

Le logiciel Flux PEEC détermine automatiquement la taille de tous les éléments :

l'élément de base (a selon la largeur L et b selon la hauteur T) est calculé à l'aide des formules suivantes :

Le calcul de b s'appuie sur les mêmes formules où L, K, n sont remplacées respectivement par T, H et m.

Un exemple de maillage géométrique est montré dans la figure ci-dessous :

Il est à noter qu'avec une valeur de concentration égale à 1, l'utilisateur choisit en effet un maillage uniforme dans la direction considérée.

Il serait judicieux de la part de l'utilisateur de faire en sorte que la taille des éléments a et b soit comparable à l'épaisseur de peau, afin de bien modéliser les phénomènes électromagnétiques en jeu. Pour ce faire, il doit :

  1. choisir le nombre n d'éléments qu'il souhaite, par exemple 3, 4, 5, ou 6 ;
  2. calculer la valeur optimale de K à l'aide des formules suivantes :

où δ est l'épaisseur de peau qui peut être estimée par l'expression reportée au § Choix et définition de l'application.

Maillage automatique fonction de la fréquence

Cette technique se révèle la plus efficace, parce qu'elle conjugue une très bonne qualité des résultats obtenus à la minimisation du nombre de mailles.

La fréquence considérée par le logiciel Flux PEEC peut être la fréquence de référence du projet ou une autre choisie par l'utilisateur ; l'algorithme de maillage est identique.

La technique n'est pas mise en place de la même manière si la section est rectangulaire, quelconque pleine ou quelconque creuse, comme il est décrit ci-dessous.

Section Description
rectangulaire

Le nombre d'éléments dans les deux directions de la section est imposé par le logiciel ; il est fonction de l'épaisseur de peau (et donc de la fréquence) et il est toujours inférieur ou égal à cinq. Les détails sont présentés dans le tableau ci-dessous :

pour pour
répartition uniforme des éléments

la taille d'un élément est donnée par :

répartition géométrique des éléments

le facteur de concentration K est donné par :

où :
  • Ent(x) est la partie entière supérieure de x
  • δ est l'épaisseur de peau à la fréquence considérée
  • L une des deux dimensions de la section
quelconque pleine

En fonction de l'épaisseur de peau (et donc de la fréquence), le logiciel procède à l'emplacement des éléments du maillage de la manière suivante :

  1. le rectangle englobant la section est subdivisé en sous-intervalles définis par les coordonnées des points du profil
  2. les mailles interceptant les contours du profil sont subdivisées de manière à ce qu'elles soient intersectées diagonalement par ces contours
  3. une technique de raffinement sur les bords est mise en place pour mieux suivre le contour de la géométrie et pour la prise en compte de l'effet de peau : de ce fait, l'épaisseur de peau est modélisée par environ deux mailles
  4. les mailles non comprises dans l'épaisseur de peau et dont les dimensions le permettent sont fusionnées afin de réduire au maximum leur nombre total

quelconque creuse

L'algorithme employé est très similaire à celui utilisé pour le maillage uniforme des sections quelconques creuses, sauf que :

  • la largeur maximale des éléments PEEC dans lesquels subdiviser le périmètre du profil n'est pas choisie par l'utilisateur, mais elle est évaluée de manière automatique par le logiciel et correspond à l'épaisseur de peau calculée à la fréquence de référence.