Analyse de matériaux composites à structure tridimensionnelle aléatoire à l’aide d’outils de simulation électromagnétique
DOI:
https://doi.org/10.18145/jitipee.v2i1.84Abstract
Les travaux proposés dans cette contribution concerne le développement d’outil original d’analyse électromagnétique de matériaux « composite » comprenant une matrice inerte et des inclusions conductrices. La procédure proposée s’appuie sur une génération aléatoire des inclusions conductrices dans la matrice conjointement avec une résolution temporelle des équations de Maxwell. Les résultats numériques obtenus sont confrontés à des données théoriques obtenues par le formalisme de Maxwell-Garnett. On s’intéresse enfin à l’application de la méthode pour la détermination des propriétés électromagnétiques de matériaux pour le blindage en compatibilité électromagnétique.References
C. Baer, T. Jaeschke, P. Mertmann, N. Pohl, T. Musch (2014), A Mmwave Measuring Procedure for Mass Flow Monitoring of Pneumatic Conveyed Bulk Materials, IEEE Sensors Journal, vol. 14, pages 3201-3209.
A.N. Arslan, H. Wang, J. Pulliainen, M. Hallikainen (2000), Effective Permittivity of We Snow by Using Two-Phase Strong Fluctuation Theory with Non-Symmetrical Inclusions, in Proc. International Symposium on Geoscience and Remote Sensing 2000, vol. 4, no. 5, pages 1519-1521.
C.C. Njoku, W.G. Whittow, J.C. Vardaxoglou (2011), Effective Permittivity of Heterogeneous Substrate With Cubes in a 3-D Lattice, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 10, pages 1480-1483.
V. Préault, R. Corcolle, L. Daniel, L. Pichon (2013), Shielding Effectiveness of Composite Materials: Effect of Inclusion Shape, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 49, no. 5, pages 1941-1944.
P. Uhd Jepsen, B.M. Fisher, A. Thoman, H. Helm, J.Y. Suh, R. Lopez, R.F. Haglund (2006), Metal-insulator phase transition in a VO2 thin film observed with terahertz spectroscopy. Physical Review B, vol. 74, pages 1-9.
M.E. Achour, A. Droussi, F. Lahjomri, A. Oueriagli (2009), Modélisation des propriétés diélectriques des nanocoposites. Afrique SCIENCE, vol. 05, no. 1, pages 50-57.
S. Greco, A. Tamburrano, A. D’Aloia, R. Mufatti, M.S. Sarto (2012), Shielding effectiveness properties of carbon-fiber reinforced composite for HIRF applications. In Proc. 2012 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe).
V. Préault, R. Corcolle, L. Daniel, L. Pichon (2013), Effective permittivity of shielding composite materials for microwave frequencies. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 55, no. 6, pages 1178-1186.
C. Baer, B. Hattenhorst, C. Shultz, B. Will, I. Rolfes, T. Musch (2016), Analysis of Composite Materials with Periodically Aligned Inclusions Using 3D Field Simulations. In Proc. GeMiC 2016, Bochum, Germany.
A. Said, L. Bednarz, R. Daussin, C. Bailly, X. Lou, J-M. Thomassin, C. Pagnoulle, C. Detrembleur, R. Jérôme, I. Huynen (2016), Carbon Nanotube Composites for Broadband Microwave Absorbing Materials. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 54, no. 6, pages 2745-2754.
Y. Yang, M.C. Gupta, K.L. Dudley (2007), Studies on electromagnetic interference shielding characteristics of metal nanoparticles- and carbon nanostructured-filled polymer composites in the Ku-band frequency. Micro & Nano Letters, vol. 2, no. 4, pages 85-89.
D. Micheli, R. Pastore, C. Apollo, M. Marchetti, G. Gradoni, V.M. Primiani, F. Moglie (2011), Broadband Electromagnetic Absorbers Using Carbon Nanostructure-Based Composites. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 59, no. 10, pages 2633-2646.
T. Zhang, Y.B. Yi (2008), Monte Carlo simulations of effective electrical conductivity in short-fiber composites, Journal of Applied Physics, vol. 103, 014910.
CST - Computer Simulation Technology (2016), Site web. Accès en septembre 2016 https://www.cst.com/Products/CSTEMCS/Solvers
J.E. Gentle (2003), Random Number Generation and Monte Carlo Methods, New York: Springer-Verlag (2nd edition), 396 pages.
Matlab – Le langage du calcul Technique, Site web. Accès septembre 2016 https://fr.mathworks.com/products/matlab/
COMSOL Multiphysics ®, Site Web. Accès en septembre 2016, https://www.comsol.fr/
C. Marchal (2007), Démonstration de la conjecture de Kepler. Publication scientifique ONERA, disponible sur HAL (soumis le 5 juillet 2007), https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00160350
P. André, G. Faure, A. Mahfouf, S. Lalléchère (2016), Plasma permittivity and key parameters for electromagnetic wave propagation and EMC numerical experiments. In Proc. 18th International Symposium on Electromagnetic Compatibility (CEM 2016), Rennes, France.
A. Meynard, F. Paladian, S. Girard (2016), Détermination expérimentale de l’efficacité de blindage de matériaux par différentes méthodes. J3eA, vol. 15, no. 0002, pages 1-10.
