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Développement d'un module de prototypage virtuel multiphysique, multidomaine et multitemps. Application aux convertisseurs de puissance.

Menanteau, Laurent (2004) Développement d'un module de prototypage virtuel multiphysique, multidomaine et multitemps. Application aux convertisseurs de puissance. (Development of a multi-physic, multi-domain and multi-time virtual prototyping module. Application to power converters.)

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1.89 Mo

Abstract

Ce travail concerne le développement d'un outil de prototypage virtuel pour la simulation électrothermomécanique des convertisseurs de puissance. L'implémentation de ce code de calcul, écrit en langage orienté objet, fait appel à une décomposition en sous-domaines de type Schur duale.En régime établi, le traitement des sous-domaines flottants est pris en compte tandis qu'en régime transitoire, une procédure de collaboration entre schémas d'intégration implicites et explicites est mise en œuvre. Ces schémas d'intégration peuvent posséder des pas de temps différents les uns des autres. De plus, le code intègre des sous-programmes permettant la parallélisation des calculs et ainsi l'optimisation des temps de résolution. Les cas-tests présentés permettent de valider la méthode et de montrer les gains substantiels en temps de calcul qu'elle apporte. La dernière partie de ces travaux concerne l'étude d'un cas industriel ayant trait aux convertisseurs de puissance utilisés dans le domaine ferroviaire : il concerne la modélisation électrothermique d'une puce semi-conductrice en régime établi et en régime transitoire. Cet exemple permet de comparer différentes stratégies de découpage en sous-domaines et de coupler différents pas de temps sur la même structure. ABSTRACT :This works concerns the development of a virtual prototyping tool for electro-thermo-mechanical simulation of power converters. The programming of this code, written in an object-oriented language, includes a dual Schur Domain Decomposition Method. The solving of problems including floating subdomains can be performed in steady-state whereas man can couple implicit and explicit integration schemes. These integration schemes can have different timesteps. Moreover, the code includes parts of programme which permit the parallelisation of calculs and so the optimisation of the times of resolution. The benchmarks which are presented validate the method and show its substantial gains in time of calculus. The last part of this work concerns the study of an industrial benchmark concerning the power converters used in railway transport: it concerns the electro-thermal simulation of a semiconductor chip in steady state and in transient. This sample allows to compare different strategies of tearing in subdomains and to couple different timesteps on the same structure.

Department:Laboratoire Génie de Production - LGP (Tarbes, France)
Directeur de thèse:Caperaa, Serge
Uncontrolled Keywords:Méthode de décomposition en sous-domaines - Eléments Finis - Couplage multiphysique - Multi-pas de temps - Parallélisation - Programmation orientée objet. KEYWORDS : Domain Decomposition Methods - Finite Elements - Multi-physic coupling - Multi-time-stepping - Parallelisation - Oriented Object Programming
Subjects:Mechanical engineering
Deposited On:09 May 2005

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