Nouvelle approche pour une simulation rapide et précise en électromagnétisme

Pascal de Rességuier Entares – Nexio Group

11 Avril 2013

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• ENTARES PME Française crée en 2005

• Editeur de logiciels de simulation en électromagnétisme

• À rejoint Nexio group en 2011

ENTARES

• CAPITOLE-EM développé au sein de projets de recherche

– PEA IASP Programme d‘Etudes Amont 2008-2010

Etude d’Intégration d’Antennes sur Plateformes Navales

– A-SEAD Programme RAPID 2010-2011

Méthodes ACA de modélisation et Simulation Electromagnétique, Applications Défense

– NET-EMC NEtwork Tool for ElectroMagnetic Compatibility 2009-2011

Intégration des nouvelles méthodes issue des projets de R&D dans un produit commercial

Origine

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• Logiciel de simulation de champ électromagnétique 3D

• Basé sur le Méthode des Moments (MoM)

• Nouveau solveur Adaptive Cross Approximation (ACA)

• Utilisable sur PC

CAPITOLE-EM

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Architecture

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- Création modèle - Maillage - Définition des paramètres - Lancement des analyses

- Analyse des résultats - Préparations de rapport

SOLVEUR CAPITOLE-DESIGNER POSTPRO3D

• 2 modules d’applications :

Produit : CAPITOLE-EM

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ANTENNE

- Conception d’antenne - Placement d’antenne

SER

-calcul de la signature radar d’une cible

antennes large bande (Log-periodique, discone) antennes réseaux (Yagi-Uda), antennes à réflecteur (parabolique), à guide d‘onde (Antenne cornet), antenne patch, etc…

Design Antenne

Sorties :

• Impédance

• Diagramme de rayonnement

• Gain

• Directivité

• ROS

• Coefficient de réflexion

• Bande Passante

Design Antenne

• Diagramme de rayonnement

• Couplage (Paramètres S)

Optimisation du placement

Antennes navales

• Diagramme de rayonnement sur la structure

• Calcul de couplage entre antennes

• Normes sécurité du personnel (DREP)

E(V/

m)

f(

H

z

)

Techniques Navales (Toulon)

• Calcul de signature radar

SER

• Matériaux diélectrique – Permittivité et perméabilité complexe

– Multicouche

– Jonction Métal/diélectrique

Nouveautés 2013

Modèle fréquence Nb inconnues

Temps de calcul

Taille Mémoire

Compression

Antennes sur Satellite

2GHz 58 420 42min 2.23 Go 85%

Antenne cornet

1GHz 39 672 12min 1Go 84%

Frégate 200MHz 259 671 7H32min 21Go 91%

ConeSphere 9Ghz 61 524 17min (10H en MoM classique)

1.6 Go (28 Go)

94%

Performances

PC Dell Precision M690 (2006)

Intel Xeon E5345@2.33GHz (4 coeurs)

12 Go – 250 Go SAS

Algorithme compression de matrice inventé par un mathématicien Allemand (Bebendorf) en 2000

• 80-90% de compression par rapport à la méthode MoM classique

• Pas besoin de calculer toute la matrice pour la comprimer

• Précision contrôlée <1% erreur

• Réduction de l’espace mémoire pour le stockage

ACA

Z Z

• Solveur direct pas de problème de convergence

• Méthode algébrique

• Adaptée pour des cas complexes : cavités, multiéchelle

• Parallélisé multicore

• Calcul sur disque

Résolution du système

Z I V =

Validation Projet A-SEAD

Mesures DGA

Mesures NEXIO

• La simulation sur PC de bureau!

• Editeur « Agile » :

Capacité à répondre aux besoins spécifiques

• Support en France

• Formats ouverts : possibilité de faire du post-traitement

• Offre couplée : Etude sur cahier des charges et licence

Avantages

Benchmark

Nb inconnues : 1 314 734

Temps : 25H

Mémoire : 300GB

Fréquence 8GHz

Nb inconnues : 1 054 914

Temps : 20H

Mémoire : 255GB

Fréquence 13.5GHz

Projet CAPITOLE-HPC :

– simulation SER sur cluster pour un grand industriel Japonais

– ACA pour la compression de matrice

– Parallélisation sur machine à mémoire distribué (MPI)

– Testé sur le cluster du CALMIP

(centre de CALcul de MIdi-Pyrénées)

Objectif 20 Millions d’inconnues à fin 2013

2013/2014

Merci de votre attention.

Venez nous voir sur le stand NEXIO!

www.entares.com