Homogénéisation de matériaux composites pour le blindage électromagnétique

Afin d'alléger la masse des systèmes dans le domaine des systèmes embarqués, le recours à des boîtiers de blindage en matériau composite commence à être envisagé. Malheureusement, les outils numériques classiques tels que Eléments Finis pour modéliser ces systèmes ne peuvent être utilisés car cela mène à un problème numérique trop complexe à résoudre à cause du trop grand écart entre l'échelle des hétérogénéités et celle de la structure. L'utilisation des méthodes d'homogénéisation est alors une solution pertinente pour étudier les matériaux composites. Ce papier présente un modèle d'homogénéisation dynamique valide sur une large gamme de fréquences

A review on the homogenization model based on inclusion problems

This talk will focus on a mean-field homogenization model based on inclusion problems. It will be shown that this model is particularly powerful, retrieving classical ho- mogenization models, dealing with coupled behavior, and more..

Comparison Between Different Approaches in Homogenization : Mean-field Approach vs Full-field Approaches

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Détermination de lois de comportement couplé par des techniques d'homogénéisation (application aux matériaux du Génie Électrique)

L objectif de cette étude a été de développer des outils d homogénéisation pour les comportements couplés (comme par exemple la magnétostriction ou la piézoélectricité). Le principal développement issu de cette thèse est l adaptation des outils d homogénéisation classiques (découplés) grâce à un formalisme de décomposition des champs suivant leurs origines physiques. Cette décomposition mène à une réécriture des lois de comportements des matériaux avec des lois a priori découplées, associées à des relations additionnelles de couplage. Cette réécriture permet d utiliser les outils classiques (découplés) d homogénéisation sans adaptation majeure. La prise en compte des non-linéarités des lois de comportement a été prise en compte au travers de plusieurs procédures de linéarisation. Une amélioration à cette démarche a également été obtenue en prenant en compte les fluctuations intraphases (les moments d ordre 2 pour débuter) des champs étudiés. Il a fallu pour cela adapter les outils d homogénéisation, qui se contente des seules valeurs moyennes en règle générale. Les outils d homogénéisation développés pendant cette thèse ont été validés par comparaison avec une modélisation par Eléments Finis. Les résultats ont montré un très bon accord, pour un temps de calcul bien inférieur pour l homogénéisation (rapport d environ 1000 pour les comportements linéaires). Les modèles d homogénéisation sont également capables de capturer les effets de couplage dits extrinsèques, les résultats étant encore en bon accord avec ceux provenant du modèle Éléments Finis. Le rapport qualité de l estimation / temps de calcul est donc très favorable à l homogénéisation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

A Note on the Effective Magnetic Permeability of Polycrystals

International audienceMany classical estimates for the effective behavior of heterogeneous materials can be reinterpreted in terms of inclusion problems. However, in the case of cubic polycrystals, a cubic permeability tensor for single crystals has to be written. In the framework of linear behavior, the description of the cubic symmetry reduces to isotropy. The heterogeneity of polycrystals, which results from single crystal anisotropy, cannot be described, and the classical estimates for the overall behavior of heterogeneous materials cannot be used. In this paper, we propose a particular description of the cubic symmetry for the magnetic permeability. We then derive estimates for the effective permeability of polycrystals from the solution of the basic inclusion problem, for both macroscopically isotropic and anisotropic polycrystals

Mean Field Homogenization Methods for Piezoelectric Composites

LGEP 2011 ID = 743International audienc

3D semi-analytical homogenization model for soft magnetic composites

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Effective properties and eddy current losses of soft magnetic composites

This paper presents a semi-analytical homogenization model for Soft Magnetic Composites (SMCs), providing the effective magnetic behavior and the level of Eddy Current (EC) losses. Both linear and nonlinear magnetic behavior are considered. A magnetic circuit made of SMC is then modeled with a Finite Element Model (FEM). The size of heterogeneities of SMC being much smaller than the device size, the proposed approach relieves the burden of a very fine mesh in the FEM, by using the effective properties of an equivalent homogeneous material. The approach is validated by comparing the results on the homogenized magnetic circuit with the ones obtained from a computationally heavy FEM describing the heterogeneities with a very fine mesh. The results show that the homogenized model provides a very accurate description of the magnetic behavior and EC losses of SMC for both linear and nonlinear cases

An homogenization framework based on inclusion problems

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