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Grenoble, le 25 avril 2002 — COMSOL a le plaisir de présenter la version 2.3 de son environnement FEMLAB. FEMLAB propose une nouvelle technologie pour la modélisation et la simulation applicable dans tous les domaines de la science et de l'ingénierie. Cette nouvelle version propose de nouvelles caractéristiques pour les modules Electromagnétisme, Génie Chimique et Mécanique des Structures.

FEMLAB v2.3 utilise un nouvel ensemble de solveurs pour l'analyse paramétrique, la modélisation de champs de vecteurs en électromagnétisme, en mécanique des structures ainsi que dans les phénomènes de transport appliqués au génie chimique. Pour les analyses des modes et fréquences propres, un nouveau solveur pour les modèles de taille importante est également disponible.

Le module Mécanique des Structures est maintenant totalement intégré à FEMLAB et inclut de nouvelles applications pour les coques en 3D, les plaques, poutres et solides. De nouveaux modes sont disponibles avec le module Génie Chimique, pour modéliser des fluides non-newtoniens, compressibles, à plusieurs composants et pour la turbulence. Le module Electromagnétique possède de nouvelles applications pour l'optoélectronique et la photonique, ainsi que de nouveaux modèles dans les domaines des radiofréquences et de l'ingénierie micro-onde.

La modélisation et la simulation deviennent incontournables dans la conception, l'optimisation et la recherche. Une partie très importante de ce travail réside dans l'estimation de l'influence des différents paramètres qui décrivent un modèle. Le solveur paramétrique de FEMLAB offre un moyen idéal d'étude d'une série de simulations paramétrées. Typiquement, le paramètre représente une propriété physique d'un matériau, une fréquence ou un taux de réaction. Le résultat obtenu pour une valeur d'un paramètre est réutilisé pour le calcul suivant, permettant une description rapide et efficace de la gamme de variation des paramètres étudiés.

Pour des modèles particulièrement non-linéaires, le balayage d'un paramètre est une stratégie souvent payante. L'idée consiste à résoudre une série de problèmes non-linaires de difficulté croissante. La solution d'un problème faiblement non-linéaire, facile à résoudre, est utilisée en entrée pour un problème où la non-linéarité est sensiblement augmentée, par l'intermédiaire d'un paramètre représentant le degré de non-linéarité. De cette manière, des problèmes très difficiles peuvent être résolus automatiquement, de façon automatisée.

Le préconditionneur géométrique multigrille (GMG) améliore sensiblement la capacité de FEMLAB de traiter les champs de vecteurs en mécanique des structures et en électromagnétisme. Dans le domaine du génie chimique, ce solveur est utile pour les problèmes de convection-diffusion-réaction de taille importante.

Le nouveau solveur itératif pour les problèmes aux valeurs propres permet de résoudre les problèmes de taille importante concernant les fréquences propres en mécanique des structures. Il permet d'améliorer l'analyse de cavités et autres structures résonnantes par exemple en photonique et en ingénierie micro-ondes.

Le module Mécanique des Structures fournit un environnement de modélisation sur mesure pour l'analyse par éléments finis de solides ou de structures. Depuis sa sortie il y a 3 ans, la version 2.3 dispose de sa mise à jour la plus importante. Couplé avec la modélisation basée sur les équations de FEMLAB, il offre des combinaisons multiphysiques illimitées entre les équations générales et celles de la mécanique des structures traditionnelle en 1D, 2D et 3D. Le module permet un couplage aisé et une modélisation simultanée des applications de mécanique des structures, transfert de chaleur, mécanique des fluides, électromagnétisme ou de toute autre application de FEMLAB. Comme exemples d'applications, on trouve des dispositifs piézo-électriques, des guides d'ondes photoniques, MEMS, et toute application qui nécessite le traitement simultané des champs électromagnétiques, phénomènes de transport et analyse de structures.

Une partie importante d'analyses en mécanique des structures concerne la modélisation de structures complexes et fines. Ce type d'études peut maintenant être facilement abordé avec les coques en 3D et les éléments de plaques. Ces coques et plaques peuvent être combinés avec des poutres qui décrivent par exemple la structure interne de soutien. Parmi les applications possibles, les réservoirs pressurisés, les ailes ou fuselages d'avions, etc.

Le module utilise au mieux les nouveaux solveurs de FEMLAB pour les problèmes complexes de taille importante, qui réduisent sensiblement les besoins en mémoire et en ressources matérielles. En mécanique des structures, le solveur géométrique multigrilles (GMG) et le solveur itératif aux fréquences propres permettent de modéliser des centaines de degrés de liberté sur un PC ordinaire.

Le module Mécanique des Structures de la version 2.3 est distribué avec une nouvelle gamme de manuels incluant un guide de l'utilisateur et une bibliothèque de modèles complètement remis à jour.

Le module Génie Chimique propose un environnement puissant pour la modélisation du transport de quantité de mouvement, d'énergie ou de masse, couplé aux réactions chimiques. Dans la version 2.3, de nouvelles applications en mécanique des fluides et en phénomènes de transport permettent de couvrir un champ plus large, tout en proposant une interface utilisateur encore plus facile à utiliser.

Les études d'écoulement de fluides complexes peuvent être menées en utilisant les nouvelles applications pour les fluides non-newtoniens, qui sont adaptés dans le cas d'une réponse non linéaire du fluide en fonction du cisaillement. Ces nouveaux modèles sont applicables dans la modélisation d'écoulements de polymères, de suspensions de fibres, de pâtes, etc. Le modèle d'Euler pour les fluides compressibles et également disponible pour la simulation d'écoulements de gaz à de hautes vitesses. Pour les écoulements incompressibles turbulents, un nouveau modèle k-e est également disponible et utilisable à travers une interface utilisteur adaptée.

Pour les études de transport d'espèces diluées dans un gaz transporteur, la diffusion de Fick permet de prendre en compte des interactions entre les espèces dissoutes et le solvant. Lorsque toutes les espèces sont présentes en quantité équivalente, les interactions entre les espèces doivent être prises en compte. Ces spécificités sont prises en considération dans le module par la nouvelle application de Maxwell-Stefan, que l'on peut également combiner avec des cinétiques de réaction arbitraires, ainsi qu'avec un transport de quantité de mouvement ou de chaleur. Cette caractéristique est extrêmement pratique dans la modélisation des réacteurs en phase gazeuse, séparateurs et dispositifs de filtration.

Pour le transport de masse d'espèces chargées, la migration dans un champ électrique contribue de façon très importante au flux de masse. Deux nouvelles applications permettent de s'assurer de la description correcte du transport fluide électrocinétique et du transport dans les cellules électrochimiques en utilisant des formulations prêtes à l'emploi. Cela rend plus facile la modélisation du transport dans les dispositifs MEMS, les piles à combustibles et les batteries.

Le module Génie Chimique est distribué avec un nouvel ensemble de manuels, qui incluent une bibliothèque de modèles comprenant de nouvelles descriptions originales de modèles physiques.

Le module Electromagnétisme fournit un environnement unique pour la simulation de la propagation d'ondes en radio-fréquences et en ingénierie micro-ondes, en photonique, optoélectronique et pour l'électromagnétisme AC-DC en 2D et 3D.

La nouvelle version du module Electromagnétique présente de nouvelles applications pour l'analyse des guides d'ondes photoniques, des fibres optiques et autres dispositifs optoélectroniques. Un exemple d'utilisation est l'étude simultanée du transfert de chaleur, de la mécanique des structures et de la propagation du champ dans un guide d'ondes photonique. Le module fournit des applications prêtes à l'emploi et compatibles entre elles pour mener à bien de type d'analyse dans l'interface graphique de FEMLAB, sans avoir à transférer un quelconque fichier entre les différentes étapes de la modélisation. Le post-traitement dans l'interface graphique facilite le calcul de paramètres globaux pour le modèle, et de visualiser les potentiels ou champs calculés. Le module Electromagnétisme traite des milieux inhomogènes, anisotropes, dispersifs, ainsi que les milieux à gains ou à pertes.

Le module Electromagnétisme utilise les nouveaux solveurs de FEMLAB, et le solveur géométrique multigrille fonctionne parfaitement pour les problèmes de taille importante en électromagnétisme 3D. Le solveur aux valeurs propres a également été mis à jour afin de traiter les problèmes de propagation d'ondes ou de champs électromagnétiques en AC ou DC dans des structures 3D de taille importante.

Le nouveau module Electromagnétisme propose de nouveaux modèles dans sa bibliothèque, afin d'illustrer son utilisation dans les nouvelles applications en photonique ou en électromagnétisme.

• Solveur paramétrique : le solveur paramétrique rend les études paramétrées faisables simplement, à partir de l'interface graphique.
• Solveur géométrique multigrille : ce nouveau solveur paramétrique est capable de traiter les problèmes stationnaires de taille importante dans tous les domaines de l'ingénierie et de la science.
• Solveur itératif aux valeurs propres : ce nouveau solveur traite efficacement les analyses aux valeurs propres en mécanique des structures, électromagnétisme AC et DC, ainsi que les analyses de modes propres en propagation d'ondes ou de champs électromagnétiques.
• Modélisation basée sur les équations et mécanique des structures en 1D, 2D, et 3D : la nouvelle version du module Mécanique des Structures est maintenant totalement intégrée à FEMLAB. Cela implique des combinaisons multiphysiques illimitées entre les équations, en plus de la mécanique des structures " traditionnelle ".
• Solides, coques, plaques et poutres en 3D : le module Mécanique des Structures combine librement l'utilisation de solides, coques, plaques et poutres pour modéliser les structures fines telles qu'une aile ou un fuselage d'avion, structure en treillis, etc.
• Fluides non-newtoniens : la modélisation d'écoulement de polymères ou de suspensions est très courante dans l'industrie chimique et en fabrication. Le module Génie Chimique incorpore trois nouvelles applications pour les écoulements à cisaillement non-linéaire.
• Modèles de turbulence : le module Génie Chimique propose un nouveau modèle k-e pour l'étude d'écoulements turbulents. Il inclut un ensemble de lois de parois et de conditions limites pour les écoulements turbulents incompressibles.
• Nouvelles formulations de lois de transport : la modélisation d'écoulements à plusieurs composants avec les équations de Maxwell-Stefan, ainsi que les équations de Nernst-Planck sont maintenant disponibles dans le module Génie Chimique. Cela facilite la modélisation des réacteurs en phase gazeuse et la modélisation du transport dans les piles à combustible et les batteries.
• Applications optoélectroniques et photoniques : plusieurs formulations spécifiques ont été ajoutées au module Electromagnétisme pour améliorer la modélisation et la conception des dispositifs optoélectroniques et des guides d'onde. Ces nouvelles applications permettent de coupler simplement la thermique, les structures et l'analyse optique dans les guides d'ondes et les modulateurs.
• Nouveaux modèles et bibliothèques de modèles : FEMLAB v2.3 et ses modules sont distribués avec un ensemble de nouveaux modèles contenus dans leur bibliothèque de modèles, dans les domaines de la mécanique des structures, du génie chimique, et de l'électromagnétisme. Ces modèles illustrent l'utilisation des nombreuses applications nouvelles disponibles avec la version 2.3.

FEMLAB v2.3 fonctionne sous Windows 95/98/ME/2000/XP/NT4.0, Macintosh System 7.1 ou supérieur. Des versions sont disponibles pour Solaris, Linux, AIX, HP-UX et IRIX. FEMLAB nécessite également que MATLAB® 5.3 ou 6.x soit installé (en version 5.2.1 pour Macintosh). Configuration matérielle recommandée : 128Mo de RAM pour la modélisation 2-D, 256Mo de RAM pour la modélisation 3-D, et une carte graphique couleur 16 bits.

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Le groupe COMSOL est une société en pleine croissance dans le domaine du logiciel scientifique de haute technologie, avec des prévisions de futur leader dans ce domaine de l'industrie. La maison mère a été créée en 1986 à Stockholm, en Suède. COMSOL s'est développé et possède des bureaux au Danemark, en Finlande, en Norvège, en Allemagne, au Royaume-Uni, aux Etats-Unis et en France, en plus de son réseau de distribution de par le monde.

Plus spécifiquement, le groupe COMSOL s'est concentré sur les domaines des mathématiques appliquées, de l'ingénierie et de la physique. Le produit phare, FEMLAB®, a été développé intégralement en interne par COMSOL.

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