Analyse numerique des champs electriques a charge d'espace. Application a la conception assistee par ordinateur des separateurs coronne-electrostatiques

par DAN-VIOREL RAFIROIU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Atten.

Soutenue en 1999

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'objectif de la these a ete de developper une methode numerique de calcul des champs electriques a charge d'espace et d'analyser la possibilite d'integrer cette methode dans une procedure complete de conception assistee par ordinateur des separateurs couronne-electrostatiques. Dans un premier temps, un logiciel d'analyse des champs electriques harmoniques, base sur la methode des elements de frontiere, a ete utilise pour l'etude du role de la geometrie des electrodes sur les conditions d'amorcage de a decharge couronne et de l'extension spatiale de celle-ci. Quelques rappels sur la physique de la decharge couronne ont permis ensuite de justifier le modele mathematique propose pour l'analyse du champ electrique a charge d'espace. Le choix du modele numerique a ete precede par une analyse approfondie de diverses methodes disponibles. La methode de galerkin a ete retenue pour la resolution de l'equation de poisson et la methodes des volumes finis a ete proposee pour resoudre l'equation de conservation de la charge electrique. Le schema de mesure des caracteristiques courant-tension a permis de determiner avec precision la tension d'amorcage de la decharge couronne dans de diverses configurations geometriques du systeme d'electrodes haute tension. Deux dispositifs experimentaux comportant des sondes de courant incorporees a l'electrode collectrice ont ete realises et utilises a l'analyse des facteurs influencant la distribution spatiale de la decharge couronne. La mesure de charge acquise par des granules isolants spheriques dans le champ electrique cree par plusieurs types d'electrodes a confirme les conclusions des manipulations precedentes. Les resultats des calculs effectues pour divers systemes d'electrodes, notamment dans la configuration fil-plan, sont en bon accord avec les donnees experimentales et permettent d'expliquer les observations faites sur les separateurs electrostatiques du laboratoire de champs electriques intenses de cluj-napoca, roumanie.

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Informations

  • Détails : 146 p.
  • Annexes : 93 ref.

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