Modélisation thermique par éléments finis en 3 dimensions

Download or read book Modélisation thermique par éléments finis en 3 dimensions written by Robert Bernard (docteur en sciences pour l'ingénieur).) and published by . This book was released on 1998 with total page 282 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne le développement et la validation d'un modèle de simulation du comportement thermique tridimensionnel en régime permanent de petits moteurs électriques à courant continu, à aimants permanents et à collecteur. Trois moteurs, de très grande série, de différentes géométrie et puissance sont étudiésL Le logiciel est développé à partir du code de calculs par éléments finis FLUX3D. Toutes les structures intégrées sont totalement paramétrées sur le plan géométrique en vue d'une aide à la conception et à l'optimisation de topologies relativement voisines. L'équation de la chaleur modelise l'ensemble des transferts thermiques du moteur. Cela implique de recaler certains paramètres thermofluides par confrontation directe des températures simulées et expérimentales. Une séparation détaillée des différentes pertes est effectuée à l'aide d'un banc d'essais. Une méthode expérimentale associée à un modèle analytique de commutation est proposée pour estimer précisément les pertes générées aux contacts balais-collecteur. Un modèle numérique 2D de caractérisation de matériaux hétérogènes et anisotropes (bobinage) est établi. Un banc d'essais thermiques permet d'obtenir à l'aide de 40 thermocouples (chromel-alumel de 100 uM de diamètre), les températures au stator et au rotor. Une caméra de thermographie infrarouge donne les conditions aux limites de Dirichlet nécessaires à la modélisation. Les résultats expérimentaux et simulés sont analysés et confrontés. On détaille ensuite un modèle permettant de déterminer l'évolution des températures du moteur en fonction de la vitesse. De plus, une prise en compte de l'évolution de l'ambiante est réalisée au travers des conditions aux limites de Neumann non homogènes (H,e). L'avant dernier point traite de potentielles incertitudes de valeurs de paramètres (sources, conductivités) et de leur conséquence sur les températures finales simulées. Pour terminer, l'étude complète d'une quatrième machine de structure nouvelle (mais de topologie similaire) montre la validité de la méthode au travers d'une bonne convergence des températures statoriques simulées et expérimentales.