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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 16/1 - 2013  - pp.65-86  - doi:10.3166/ejee.16.65-86
TITRE
Modélisation électromagnétique des grands systèmes. L'apport des méthodes intégrales dans l'étude du foudroiement des avions

TITLE
Electromagnetic modeling for large systems. Advantages of integral method to study the lighting of aircrafts

RÉSUMÉ
Dans une vision de transports plus économiques, l’apport des matériaux composites est une solution technologique importante pour l’industrie aéronautique, même si cela ouvre de nouvelles questions de compatibilité électromagnétique sur l’ensemble du système et nécessite l’utilisation d’outils de simulation adaptés. La méthode intégrale PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) est une approche pertinente pour la simulation électromagnétique de ces grands systèmes où beaucoup d’espace vide existe entre les conducteurs. Néanmoins, les codes PEEC basses fréquences actuellement disponibles montrent des limites dans le traitement des objets de grande taille qui sont à modéliser pour étudier la problématique du foudroiement des avions. Cet article illustre les récents développements effectués afin d’augmenter les possibilités de simulations électromagnétiques offertes par le logiciel InCa3D et discute des résultats de simulation et de mesures sur un caisson en matériau composite, échantillon représentatif d’un avion.


ABSTRACT
For economic reasons, using composite material remains a solution for aeronautic industries. But their efficiency concerning the electromagnetic compatibility of systems require some studies. For that the use of adapted simulations tools is unavoidable. The integral method PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) is well adapted to model large systems where a lot of space is air around the conductors. Nevertheless, the actual low frequencies PEEC tools are limited for the description of large systems which is the case of airplanes to study the lightning effect. This article describes the abilities of InCa3D tool to simulate electromagnetic effects. The modeling process is detailed and results are discussed and compared to measurements on a representative sample of airplane configuration. The study proposes also some improvements of the tool concerning the solving step. They consist in using the Fast Multipole Method associated to an iterative solving. Their performance is compared on the same sample with the actual tool InCa3D. The obtained results allow then to plan the modeling of a whole system.


AUTEUR(S)
Ali JAZZAR, Trung-Son NGUYEN, Edith CLAVEL, Jean-Michel GUICHON, Olivier CHADEBEC, Gérard MEUNIER, Enrico VIALARDI

MOTS-CLÉS
foudre, simulation électromagnétique fréquentielle et temporelle, méthode PEEC.

KEYWORDS
lightning, electromagnetic modeling, frequency and time analysis, PEEC method.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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