Modélisation magnéto-mécanique d'un nano commutateur. Optimisation sous contraintes de fiabilité par dérivation automatique des programmes en Java

Magneto-mechanical modelling of nano switch. Reliability-based design optimization by automatic differentiation in Java.

• Auteur / Autrice : Phuong Pham-Quang
• Direction : Jean-Louis Coulomb, Benoit Delinchant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 11/10/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Krahenbuhl
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Coulomb, Benoit Delinchant, Laurent Hascoet, Laurent Duraffourg, Vincent Leconte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Marchand, Pascal Brochet, Satnam Singh

Mots clés

Mots clés libres

Analyse de contact

Couplage magnéto-mécanique

Couplage magnéto-mécanique

Dérivation automatique de code

Analyse de sensibilité

Optimisation avec fiabilité

Contact analysis

Magneto-mechanical coupling

Nano magnetic switch

Automatic differentiation

Sensitivity analysis

Optimization reliable

Résumé

Les nano commutateurs magnétiques sont en cours d'étude et ils sont envisageables dans plusieurs domaines d'application comme les interrupteurs d'alimentation, les convertisseurs DC/DC...etc. Partant du besoin de modélisation et d'optimisation avec fiabilité de ces dispositifs, ces travaux de thèse se décomposent en trois axes. Axe modélisation : développement d'un modèle semi analytique pour calculer la déformation avec l'analyse de contact mécanique. Ce modèle a été introduit pour le couplage magnéto-mécanique dans le logiciel de modélisation de MEMS magnétiques MacMMems. Axe dérivation automatique de code : développement de JAP (Java Jacobian Automatic Programming) qui est un outil générique de dérivation d'algorithmes. Il a été appliqué pour le nano commutateur et a été introduit dans les outils de dimensionnement développés au G2Elab pour l'analyse de sensibilité, pour l'optimisation exploitant le Jacobien et aussi pour orienter des systèmes d'équations algébro-différentiels. Axe optimisation : mise en œuvre du modèle et des outils développés pour faire l'étude de sensibilité et l'optimisation sous contraintes de fiabilité du nano commutateur magnétique.

Magnetic nano switches are being studied and they are envisaged in several application areas such as power switches, DC / DC converters …etc. Hence the need for modelling and optimization with reliability of these devices, this thesis work is divided into three areas. Modelling: development of a semi analytical model to calculate the deformation with the analysis of mechanical contact. This model was introduced in the “MacMMems” software dedicated to the modelling of magnetic MEMS. Automatic differentiation : development of JAP (Java Jacobian Automatic Programming) is a generic algorithms derivation program. It has been applied to the nano switch and was introduced in G2Elab design tools for sensitivity analysis, for optimizing and also to solve differential-algebraic systems. Optimization: development the model and tools to study the sensitivity and reliability-based design optimization for magnetic nano switch.