ELEC 2311 : Physique interne des convertisseurs électromécaniques
Semaines 6 : Méthodes de calcul de champs (seconde partie)
Guidance

Lorsque l'on utilise des éléments finis non structurés, la première étape d'un calcul de champ consiste à définir la géométrie du dispositif. En fait, l'utilisateur doit seulement dessiner le dispositif en le subdivisant en régions sur lesquelles les propriétés des matériaux sont uniformes. Par la suite, un programme spécialisé, nommé mailleur, se charge de subdiviser ces régions de façon automatique afin d'obtenir un maillage.

Il faut être attentif lors de l'utilisation du programme de dessin à ne pas créer de régions d'épaisseur nulle, ce qui arrive lorsque l'on trace deux lignes si voisines que l'on n'en perçoit qu'une seule sur l'écran de l'ordinateur. Ces régions peuvent en effet rendre le calcul de champ difficile ou même impossible par suite d'erreurs du type division par zéro. De la même façon, il faut proscrire les lignes qui ne sont pas des frontières entre deux régions (par exemple on peut tracer deux rayons dans un cercle pour le subdiviser en deux régions, mais pas un seul rayon).

De même, les régions doivent être parfaitement fermées : une petite zone de communication entre deux régions fait que le logiciel les considèrera comme une seule région, mais avec une fausse frontière. Il est donc conseillé soit d'introduire les coordonnées exactes des lignes tracées, soit de les construire d'une façon telle que les conditions ci-dessus ne fassent pas appel à un pointage précis de la souris. Par exemple, si l'extrémité d'une ligne est définie par l'intersection avec une autre ligne, on peut tracer cette ligne en allant au-delà de son extrémité normale, puis la subdiviser (ce que le programme de dessin fait de façon automatique) et effacer la partie superflue.

Pour toutes ces raisons, même si la possibilité en est offerte, il faut être prudent lorsque la géométrie du dispositif est fournie au logiciel de calcul de champs sous la forme d'un fichier réalisé par un dessinateur non conscient de ces problèmes, ou avec un logiciel mal adapté.

Lorsqu'un dispositif présente une certaine symétrie, il est souvent possible de ne calculer les champs que sur une partie du dispositif. La figure ci-dessous donne un exemple de dessin qui exploite cette possibilité : sur une machine à 6 paires de pôles, on n'en a dessiné qu'une seule.

Figure S07-6 : exemple de géométrie

Lorsque le mailleur effectue le premier maillage, il ne peut pas savoir spontanément quels sont les endroits du dispositif qui doivent être maillé le plus finement. On peut éventuellement lui fournir des informations sur la finesse souhaitée dans chaque sous-domaine, normalement en indiquant combien de nœud on souhaite sur chaque limite de domaine.

On utilise de plus en plus la solution du maillage adaptatif, qui consiste à effectuer un premier calcul de champ avec un maillage assez grossier, puis à affiner ce maillage aux endroits où la discrétisation utilisée provoque une erreur importante.

Dernière mise à jour le 25-10-2002