Réalisation · Calcul scientifique

ModeLitz : modéliser des inducteurs de milliers de brins.

Un logiciel de calcul parallèle qui modélise en 3D des inducteurs composés de centaines, voire de milliers de brins, sans mailler l'air qui les entoure.

Cette réalisation est le produit de mon doctorat au CNRS (laboratoire SIMaP, Grenoble, 2010 – 2014), bien avant la création de Quarktop Services.

Le besoin

Dans le chauffage par induction industriel, l'emploi de hautes fréquences passe par des inducteurs multibrins, dits « Litz » du nom de ce type de câble : plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de brins. Leurs pertes peuvent être importantes et dépendent fortement de leur géométrie interne, très complexe. Pour concevoir des inducteurs à faibles pertes, il faut d'abord comprendre leur comportement électromagnétique.

La solution

• Un logiciel de calcul parallèle dédié à la modélisation électromagnétique 3D des inducteurs multibrins.
• Une méthode originale de construction de la géométrie des inducteurs.
• Une méthode intégrale, qui évite le maillage des espaces entre les brins, là où la méthode des éléments finis l'impose.
• Un calcul parallèle avec MPI, optimisé jusqu'à 360 processus sur un supercalculateur (IDRIS).

Ce que ça a permis

Les études menées avec le logiciel montrent l'impact de la géométrie sur le comportement de ces inducteurs.

Publications

• Publié dans IEEE Transactions on Magnetics : R. Scapolan, A. Gagnoud et Y. Du Terrail, « 3D multi-strands inductor modeling: influence of complex geometry arrangements », IEEE Trans. on Magn., vol. 50, n° 2, février 2014.
• Thèse (2014) : « Modélisation électromagnétique 3D d'inducteurs multibrins – Développement d'une méthode intégrale parallélisée », consultable sur HAL.

Mon rôle

Conception et développement du logiciel, dans le cadre de ma thèse : de la modélisation numérique à l'exploitation sur un supercalculateur. Le logiciel a été déposé à l'Agence pour la protection des programmes (APP).

Ce que j'en retiens pour vos projets

Choisir la bonne méthode plutôt que la plus répandue, écrire un logiciel qui la met en œuvre, puis mesurer et optimiser ses performances : c'est la même rigueur que je mets dans vos applications métier.