Post on 10-Feb-2018
7/22/2019 Utilisation de Comsol Multiphysics
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Utilisation de Comsol Multiphysics dans laralisation de modles numriques :
une aide au calcul et linterprtation dephnomnes physiques complexes
Appliqu aux champs lectriques pulss
Runion GMN 3A06/12/2011Eric FERRET - Cyril IACONELLI
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Agenda 3 items
Prsentation du logiciel
- Comsol : description du logiciel et de ses modules
- Plan de dcisions et de construction dun modle
- Ralisation dun exemple simple
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Application au champs lectriques pulss
- Une analyse approfondie de la chambre de traitement
- chauffement localis lors de lapplication de CEP sur une cellule seule
- Perspectives
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Agenda 3 items
Prsentation du logiciel
- Comsol : description du logiciel et de ses modules
- Plan de dcisions et de construction dun modle
- Ralisation dun exemple simple
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Application au champs lectriques pulss
- Une analyse approfondie de la chambre de traitement
- chauffement localis lors de lapplication de CEP sur une cellule seule
- Perspectives
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COMSOL Mult iphysics (FEMLAB) est un logiciel de rsolution de modles diffrentiels (pde)
multiphysique (gnricit, couplage mcaniques des fluides,lectromagntisme, mcaniques des structures, thermique)
par ELEMENTS FINIS
nombre illimit d'interactions entre diffrentes physiques COMSOL Multiphysics est multiplateforme: Windows, Mac, GNU-
Linux...
COMSOL Multiphysics ... contient la plupart des quations,
utilise une interface graphique
peu de programmation directe Interface MATLAB possible
COMSOL Multiphysics a t dvelopp par des tudiants deGermund Dahlquist(1925-2005) la Royal Institute of Technology Stockholm
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Modules COMSOL
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Exemples
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Exemple : Equations Transferts
Chaleur dans les fluides
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Autres logiciels lments finis
ABAQUS (Dassault Systmes)
ANSYS
CAST3M : logiciel pluridisciplinaire franais dvelopp par le
CEA (gratuit pour l'enseignement et la recherche) ASTER : logiciel pluridisciplinaire libre franais dvelopppar EDF
Dytran : logiciel amricain dvelopp par MSC.Software
Flux2D/3D : logiciel 2D&3D lments finis franais
(dvelopp en collaboration avec le GE2Lab) ...
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Son interface graphique
Constructeur
de modle
Paramtrage
du modle
Reprsentation
graphique
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Plan de dcisions et de construction
Choix de la dimension :3D, 2D, 2D axisymtrique
Choix des modules physique : Transfert de chaleur, Transport despces, Ecoulement
laminaire
Choix du type dtude :Stationnaire, Temporelle, Frquentielle
Construction de la gomtrie
Choix du (ou des) matriau(x)
Paramtrage du (ou des) module(s) physique(s) Paramtrage et calcul du maillage
Paramtrage et calcul de ltude
Reprsentation graphique des rsultats
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Refroidissement convectif
Ralisation dun exemple simple :refroidissement dune tasse de caf
Choix de la dimension :2D axisymtrique
Choix des modules physique : Transfert de chaleur
Choix du type dtude :Temporelle
Construction de la gomtrie
Choix du (ou des) matriau(x)
Paramtrage du (ou des) module(s) physique(s)
Paramtrage et calcul du maillage Paramtrage et calcul de ltudeCalcul de 0 5min
Reprsentation graphique des rsultats
Bois
Porcelaine
Eau
25C
Temprature initiales
(25C)
(70C)
(25C)
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Agenda 3 items
Prsentation du logiciel
- Comsol : description du logiciel et de ses modules
- Plan de dcisions et de construction dun modle
- Ralisation dun exemple simple
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Application au champs lectriques pulss
- Une analyse approfondie de la chambre de traitement
- chauffement localis lors de lapplication de CEP sur une cellule seule
- Perspectives
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Une analyse approfondie de lachambre de traitement
Modules physiques utiliss : Ecoulement laminaire
Courant lectrique
Transfert de chaleurSource de chaleur : nergie dissipe par
effet Joule
Diffusion de la chaleur
Volumetrait
Mesure detemprature:
Text et Tint
chantillon :MW modifi
S. cerevisiae BY4742 WT3.107 cellules/mL=0,15 S/m
Prlvementstrile
Pompepristaltique
(30mL/min)
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Une analyse approfondie de lachambre de traitement
Les particules les plus rapides ontun temps de sjour de 0,7 seconde.
Une lvation plus importante de latemprature est observe au niveau deszones mortes.
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Une analyse approfondie de lachambre de traitement
1er tour
2me tour
Pistoncentral
Conclusions :
Il est possible de mieux comprendre limpact des di ffrents
phnomnes sur linactivation des microorganismes lors du traitement.
Aide au design dune nouvelle chambre
Mesure exprimentale 25C Simulation numrique 25C
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chauffement localis lors de lapplication deCEP sur une cellule seule
Augmentation dela temprature
Dnaturation dumatriel cellulaire
(In)activationenzymatique
Electroporation
Diffusion de matire et de
chaleurau cours du tempsnergie pour former un pore
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chauffement localis lors de lapplication deCEP sur une cellule seule
Modules physiques utiliss : Courant lectrique
Transfert de chaleurSource de chaleur : nergie dissipe par
effet Joule
Diffusion de la chaleur
Rpartition htrogne de poreautour de la membrane .
Modlisation en 2D
Gomtrie fixe
MW modifi
Couche dhuile
Milieu intracellulaire
Potentiel lectrique
Masse
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chauffement localis lors de lapplication deCEP sur une cellule seule
T = 19C
T = 6C
temps
nergie
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En gnral : Ralisation de simulations lorsque les mesures sont impossibles Simulations numriques pour guider vers le choix matriel
Schage : Allure des flux d air au sein dune enceinte de schage Vitesse dquilibre entre la matrice scher et latmosphre de
schage
Racteurs : quilibre phase gazeuse / phase liquide Vitesse de raction en fonction de lagitation Aide pour le choix dune agitation particulire Simulation de racteurs physiques, biologiques...
Application de Comsol dautresproblmes
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Merci de votre attention
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