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Multiphysics formulation and multiscale finite element discretizations of thermo-electro-magneto-mechanic coupling for smart materials design


Type de document : Thèse
Langue : anglais

Responsabilité(s) :


Responsabilité(s) secondaire (s) :
Université de soutenance : Université de Technologie de Compiègne

Numéro national de thèse : 2019COMP2525

Année de publication : 2019


Discipline : Mécanique Numérique : Unité de recherche en Mécanique - Laboratoire Roberval (FRE UTC - CNRS 2012)

Sujets :


Mots clés :

Résumé(s) :

  • Les algorithmes numériques basés sur la méthode des éléments finis seront spécialisés dans l analyse, la conception et l optimisation de capteurs et d actionneurs (S-A), ainsi que dans leur application aux structures intelligentes. Les S-A basés sur des actifs tangibles peuvent coupler plusieurs domaines, tels que les domaines mécanique, électrique, magnétique et thermique. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans les structures intelligentes, la surveillance des dommages ou l aérodynamique. Malgré l expérience considérable de ces études, les étapes abordées consistent d abord à développer une formulation thermodynamiquement cohérente à l échelle macro pour introduire des modèles de plasticité; deuxièmement, fournir les outils permettant de prendre en compte les hétérogénéités des modèles multi-échelles pour les matériaux intelligents. L objectif principal est la mise au point d un code informatique de recherche permettant de simuler et d étudier les performances, non seulement des S-A eux-mêmes, mais également des structures intelligentes dans lesquelles ces S-A seront montés.
  • Numerical algorithms based on the Finite Element Method will be specialized for Analysis, Design, and Optimization of Sensors and Actuators (S-A) and their Application to Smart Structures. The S-A based on tangible assets can couple several fields, such as mechanical, electrical, magnetic, and thermal. They are used in many applications, particularly in smart structures, damage monitoring, or aerodynamics. Despite the considerable experience in these studies, the steps addressed are first to develop a thermodynamically consistent formulation for macro-scale to introduce plasticity models; second, to provide the tools to take into account the heterogeneities of multi-scale models for smart materials. The main objective is the development of a research computer code to simulate and study the performance, not only of the S-A themselves but also of the smart structures in which these S-A will be mounted.

Autre(s) titre(s):

  • Titre traduit : Formulation multiphysique et discrétisations multi-échelles des éléments finis du couplage thermo-électro-magnéto-mécanique pour la conception de matériaux intelligents


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