Optimisation de dispositifs électromagnétiques dans un contexte d'analyse par la méthode des éléments finis
Institution:
Grenoble INPGDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In this work, we propose solutions to the difficulties found in the optimization of electromagnetic devices analyzed by numerical methods, mainly the Finite Elément Method. Within thèse difficulties, there is the great diversity of the problems, the search of a global solution, the data exchange between the simulation tool and the optimization tool and the expensive computation time to reach a solution. We start with a description of the methods used in the resolution of optimization problems, in wich we highlight their particularities and their main characteristics. After this description, we présent the architecture of an optimization tool, based on the concepts of the Object Oriented Programming. In the implementation of this architecture, we consider the difficulties from the numerical simulation problems and we propose a new optimization approach based on the construction of a Response Surface using the Diffuse Elément Method and Expérimental Design Method. To validate this new approach, we présent three différent applications in electrical engineering: the optimization of a switched reluctance motor, the optimization of an electromagnetic contactor and the resolution of problem 25 of TEAM Workshop.
Abstract FR:
Dans ce travail, nous proposons des solutions à la problématique constituée par les difficultés rencontrées dans l'optimisation de dispositifs électromagnétiques analysés par des méthodes de simulation numérique, notamment la Méthode des Eléments Finis. Parmi les difficultés, nous avons la grande diversité des problèmes, la recherche d'une solution globale, l'échange des données entre l'outil de simulation et l'outil d'optimisation et le temps de calcul onéreux pour atteindre une solution. Nous commençons par une description des méthodes les plus utilisées dans la résolution de problèmes d'optimisation, dans laquelle nous mettons en évidence leurs particularités et les principales caractéristiques qu'elles ont en commun. Après cette récapitulation, nous présentons l'architecture logiciel d'un outil d'optimisation idéalisée en s'appuyant sur les concepts de la Programmation Orientée Objet. Dans l'implémentation de cette architecture, nous considérons les difficultés issues des problèmes liés à la simulation numérique et nous proposons une nouvelle approche d'optimisation basée sur la Méthode des Plans d'Expérience. Pour valider cette nouvelle approche, nous présentons trois différentes applications en électrotechnique : l'optimisation d'un moteur à reluctance variable, l'optimisation d'un contacteur électromagnétique et la résolution du problème 25 du TEAM Worshop