COMSOL Day Toulouse
Découvrez le potentiel de la modélisation multiphysique.
Des intervenants issus de la recherche et de l'industrie française présenteront des exemples d'applications en lien avec le développement et la conception de produits. Des sessions animées par des ingénieurs de COMSOL donneront un aperçu des capacités du logiciel COMSOL Multiphysics® en mécanique des structures, en acoustique, en électromagnétisme, en CFD, en transfert thermique et en électrochimie, tout en illustrant les capacités uniques du logiciel pour la modélisation multiphysique et la simulation de phénomènes couplés.
Cet événement gratuit* d'une journée comprendra des démonstrations en direct, des sessions de questions-réponses et de nombreuses occasions d'échanger avec des représentants de COMSOL et d'autres professionnels de la simulation, en particulier lors des pauses et du déjeuner offerts par COMSOL.
*Nombre de places limité, inscription gratuite et obligatoire, définitive à réception d'une confirmation par email.
Programme
COMSOL Multiphysics® est utilisé dans de nombreux secteurs industriels et domaines de recherche pour étudier et concevoir des systèmes impliquant différents phénomènes physiques et leurs couplages éventuels. En permettant d'évaluer les performances d'un dispositif ou d'un procédé et de tester différents designs ou conditions opératoires par prototypage virtuel - avant la fabrication d'un prototype physique - la simulation contribue à la réduction des coûts et des délais de développement.
Parmi les applications typiques du logiciel, nous pouvons citer le calcul des contraintes dans les matériaux et le dimensionnement vibratoire des composants mécaniques, l'analyse du comportement thermomécanique des structures, la modélisation des écoulements et du transfert de chaleur dans les équipements et les procédés, ou encore l'étude des phénomènes électromagnétiques, acoustiques et chimiques.
Les modèles de simulation élaborés avec le Constructeur de modèles de COMSOL Multiphysics® peuvent être déployés sous forme d'applications de simulation à l'aide du Constructeur d'applications et de COMSOL Compiler™, offrant des interfaces utilisateur spécialisées qui rendent la simulation accessible à un plus large public.
Cette session donnera une vue d'ensemble de COMSOL Multiphysics® et présentera des exemples d'applications issus de différents domaines de l'ingénierie. Un aperçu des principales nouveautés de la version 6.4 du logiciel sera également proposé.
Martin Hytch, CNRS CEMES
La microscopie électronique en transmission (MET) permet d'observer les matériaux à l'échelle atomique, ce qui nous donne la possibilité de mesurer et de cartographier les déformations du réseau cristallin, une technique connue sous le nom de cartographie des déformations. Pour interpréter ces résultats expérimentaux et déterminer les contraintes et déformations mécaniques, la modélisation numérique, et en particulier la méthode des éléments finis (MEF), est indispensable. L’holographie électronique, une technique spécialisée de MET, va encore plus loin en permettant de cartographier les champs magnétiques et électriques à l'échelle nanométrique.
Lors de cette présentation, nous montrerons comment ces techniques sont appliquées pour étudier les déformations et les champs électriques dans les couches minces et les dispositifs, en soulignant le rôle clé de la modélisation avec COMSOL Multiphysics. Grâce à des expériences in situ, nous visualisons les changements dynamiques des champs électriques au sein de dispositifs en fonctionnement, offrant ainsi des informations pratiques sur leur comportement.
Guillermo Ortiz, SERMA Ingénierie
Comment concevoir un équipement électronique capable de résister à des conditions thermiques extrêmes tout en maîtrisant les coûts et les cycles de développement ? À travers le cas concret d’un enregistreur de vol pour hélicoptères légers, cette présentation montrera comment COMSOL Multiphysics® a été utilisé comme véritable outil d’aide à la conception. La simulation a permis d’explorer et comparer rapidement différentes architectures et matériaux, de guider le prédimensionnement du bouclier thermique, d’exploiter des essais sur géométries simplifiées et d’optimiser le design final avant fabrication et certification. Cette approche a contribué à réduire les cycles d’itération, limiter le recours aux prototypes physiques et renforcer la confiance dans les choix de conception pour un équipement soumis à des conditions thermiques sévères.
La simulation appliquée à la mécanique des structures permet de prédire les niveaux de déformation et de contrainte dans les matériaux, le comportement vibratoire des pièces et les risques de défaillance avant la construction de prototypes physiques. COMSOL Multiphysics® et son module Structural Mechanics offrent un environnement de simulation complet et facile à utiliser pour modéliser le comportement mécanique des solides, en intégrant des fonctionnalités dédiées aux coques et aux poutres, au contact avec ou sans frottement, aux grandes déformations ou à la dynamique des structures. Des modules complémentaires enrichissent les capacités du logiciel avec des lois de comportement non-linéaires avancées et des fonctionnalités spécialisées pour les études de fatigue, les matériaux composites et les machines tournantes. Le module Acoustics apporte quant à lui des fonctionnalités dédiées à la modélisation de la propagation du son dans les fluides et dans les solides, et permet notamment de réaliser des simulations en vibroacoustique et en aéroacoustique.
Cette session donnera un aperçu des capacités de COMSOL Multiphysics® en mécanique et en acoustique, et présentera différentes analyses - linéaires ou non-linéaires - pouvant être menées avec le logiciel, telles que les études stationnaires et transitoires, les analyses modales et les calculs de réponse en fréquence.
Le logiciel COMSOL Multiphysics® offre un environnement complet pour la modélisation des phénomènes électromagnétiques sur une large plage de longueur d'onde. Les fonctionnalités du logiciel permettent ainsi de simuler les champs à basse fréquence, les interférences et la compatibilité électromagnétiques (EMI/EMC), les dispositifs RF et hyperfréquences, l'optique ondulatoire et géométrique ou encore les phénomènes de décharge électrique.
Le logiciel prend également en charge les couplages entre les champs électromagnétiques et la thermique, la mécanique, les écoulements fluides et les propriétés des matériaux, permettant de mener des analyses multiphysiques haute fidélité de dispositifs électromagnétiques complexes.
Cette session donnera un aperçu des fonctionnalités de COMSOL Multiphysics® dédiées à l'électromagnétisme et illustrera leur utilisation à travers différents modèles de démonstration.
Cèdre Mercier, ONERA
Dans cette session, Cèdre Mercier abordera le défi de la prolifération rapide des nanosatellites, qui accroît le risque de collision avec des débris spatiaux et complique leur surveillance. Afin de permettre une détection et un suivi plus fiables dans les bandes infrarouges thermiques, il est nécessaire de disposer d'une modélisation thermique précise des satellites. Un modèle thermique 3D complet a donc été développé avec le logiciel COMSOL Multiphysics® à l'aide de l'interface Chargements thermiques en orbite afin de simuler les températures de surface des nanosatellites dans des conditions d'orbite terrestre basse (LEO) réalistes.
Le modèle COMSOL a été comparé à plusieurs outils et données indépendants, confirmant la précision du comportement thermique prédit et sa cohérence avec la littérature publiée. Le modèle validé a ensuite été appliqué à divers CubeSats et à des satellites de plus grande taille. Pour chaque cas, des simulations transitoires ont permis d'obtenir des cartes de température, améliorant ainsi la compréhension de la dynamique thermique des satellites et de sa dépendance vis-à-vis de l'attitude et des paramètres orbitaux.
Sur la base de ces résultats, une application autonome a été créée. Cette application automatise l'estimation de la température et peut être intégrée à d'autres codes, en prenant comme entrées les paramètres orbitaux et l'attitude, pour fournir des données thermiques résolues en temps et des cartes de température tridimensionnelles. Ensemble, ces développements constituent une chaîne complète pour la modélisation thermique haute fidélité, offrant de nouveaux moyens de concevoir, de surveiller et de distinguer les nanosatellites et les débris.
Le logiciel COMSOL Multiphysics® est largement utilisé pour étudier les écoulements et les phénomènes thermiques à travers de nombreux dispositifs et procédés. Les fonctionnalités apportées par les modules CFD et Heat Transfer permettent de modéliser des écoulements turbulents, multiphasiques et non newtoniens, et de combiner conduction, convection et rayonnement pour calculer les champs de pression, de vitesse et de température à différentes échelles.
Les capacités multiphysiques du logiciel permettent de modéliser de manière intuitive les couplages entre différents phénomènes, tels que l’interaction fluide-structure, le transfert de chaleur conjugué, les écoulements non-isothermes, les sources de chaleur d’origine électromagnétique et chimique, ou encore la dépendance en température des propriétés des matériaux.
Cette session présentera une vue d’ensemble des fonctionnalités de COMSOL Multiphysics® pour la modélisation des écoulements et du transfert thermique, avec des exemples d’applications variés traitant entre autres de gestion thermique, d'aérodynamique ou de microfluidique.
COMSOL Multiphysics® est un outil reconnu pour la modélisation et la simulation de systèmes électrochimiques. Le logiciel intègre des fonctionnalités spécialisées pour la conception de batteries, le dimensionnement de systèmes de protection contre la corrosion, l'électrodéposition, l'électrolyse de l'eau et les piles à combustible. De plus, des interfaces d'électrochimie générales, telles que l'interface Nernst-Planck, offrent la flexibilité nécessaire pour décrire des systèmes présentant des compositions d'électrolytes arbitraires et des cinétiques d'électrodes définies par l'utilisateur.
Cette session offrira un aperçu des fonctionnalités apportées par les modules de COMSOL Multiphysics® dédiés à l'électrochimie : le module Battery Design, le module Corrosion, le module Electrodeposition, le module Fuel Cell & Electrolyzer et le module Electrochemistry.
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Informations
Lieu
Présentateur Keynote
Dr Martin Hytch est directeur de recherche CNRS au CEMES à Toulouse, spécialiste de la microscopie électronique quantitative. Diplômé et docteur de l’Université de Cambridge, il est pionnier dans les techniques de mesure de déformation à l’échelle nanométrique. Lauréat du prix européen de microscopie (EMA) en 2008, il compte 130 publications internationales, 6 brevets et plus de 70 conférences invitées. Ses travaux actuels portent sur les champs électriques et les contraintes dans les couches minces et dispositifs électroniques.
Mercier Cèdre est doctorant spécialisé dans la modélisation des signatures optiques et thermo-infrarouges (8–12 µm) des satellites, afin d’identifier les types d’engins spatiaux et d’évaluer de nouveaux systèmes d’observation. Cèdre est titulaire de deux diplômes d'ingénieur et d'un master de l'ENSIP, de l'ENSMA et de l'université de Poitiers. Il a mené des projets de modélisation thermique avancée de CubeSats et de grands satellites à l'ONERA. Ses recherches visent à améliorer la détection, le suivi et la collecte d'informations sur les objets spatiaux, y compris lorsqu'ils se trouvent dans l'ombre de la Terre.
Docteur spécialisé en simulation multiphysique, formé à l’Université de Montpellier, puis obtenu le grade de Docteur en couplage hyperfréquences des matériaux nanométriques (ONERA, CNRS/CEMES). J’ai élargi mon expertise au CEA/SPINTEC sur des microsystèmes magnétiques pour la Biologie et chez SuperGrid Institute sur des problématiques très haute tension (>500 kV). Aujourd’hui chez SERMA Ingénierie, j’accompagne le développement d’équipements électroniques critiques pour l’aéronautique, où la simulation est un outil clé pour sécuriser la conception dès les phases amont.
