utilisation de comsol multiphysics

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





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- 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





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- 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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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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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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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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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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