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Thèse soutenue

Modélisation de l'électromagnétisme et des transferts thermiques couplés dans le cadre du chauffage par induction : application à la simulation d'un procédé industriel

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Auteur / Autrice : Gérard Vinsard
Direction : Jean-Charles Chevrier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance en 1990
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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La modélisation des transformations structurales d'une pièce en acier subissant un chauffage par induction électromagnétique suivi d'un refroidissement passe par la simulation des cycles thermiques dans la pièce. La modélisation des transferts de chaleur revient à résoudre un problème thermique dont la source est la solution d'un problème électromagnétique. L'objectif de cette étude est de décrire un modèle électromagnétique thermique couplé qui permet de déduire les cycles thermiques à partir d'un jeu réduit de paramètres d'entrée. Pour cela, un soin particulier est apporté à la partie électromagnétique du modèle. Hors la description topologique du système inducteur-air-pièce, les paramètres d'entrée sont la tension et la fréquence mesurées aux bornes de l'inducteur. On en déduit le champ électromagnétique dans tout l'espace ainsi que le champ de densité de puissance active dans la pièce. Deux modèles thermiques sont définis. Le premier, instationnaire, est utilisé dans les cas ou la pièce est fixe par rapport à l'inducteur. Le second, est le problème de rosenthal stationnaire. Pour le couplage, les coefficients électromagnétiques sont réactualises par un processus d'itération. Le raffinement de maillage à l'endroit de la frontière ferro-paramagnétique permet d'améliorer la précision de la solution. Le modèle est validé : sur des exemples numériques, puis avec le résultat d'une expérimentation. Enfin, il est utilisé pour simuler un procédé industriel