Intégration dans les codes de calcul et développement des nouvelles méthodes semi-analytiques établies dans l’étude TREMA pour la diffraction d’ondes, et comparaisons avec des méthodes existantes récentes – TREMA-Maturation

Les développements des méthodes de calcul pour la simulation sont depuis longtemps devenus un enjeu majeur pour nos industries (civiles ou militaires), pour la conception des produits et la compréhension des phénomènes physiques mis en jeu.
Parmi ces développements, ceux qui portent sur les méthodes de calcul explicite approché du rayonnement d’objets complexes en électromagnétisme ont l’avantage :
-de simplifier le calcul et le rendre plus rapide qu’une méthode numérique classique, et d’optimiser les méthodes existantes par hybridation.
-de permettre une paramétrisation plus aisée de l’influence de chaque contributeur en fonction de sa géométrie, de ses caractéristiques électriques, et de l’illumination,
-de faciliter la compréhension, la prévision et l’analyse du comportement en diffraction.
Ces méthodes ont été l’objet du projet TREMA (Travaux de REcherche sur des Modélisations Analytiques en EM, et Applications) de janvier 2012 à janvier 2015 sur les trois sujets suivants,
1ère tâche : Calcul du rayonnement électromagnétique d’un élément de petite taille 3D sur une structure imparfaitement conductrice,
2ème tâche : Calcul du couplage électromagnétique en champ proche entre deux éléments d’antennes dans un objet imparfaitement conducteur,
3ème tâche : Développements pour le calcul rapide de l’Optique Physique en champ proche sur des structures de grandes dimensions,
pour lesquels des solutions innovantes ont été déterminées.
Ainsi, les méthodes analytiques et hybrides originales qui ont été définies au cours de l’ASTRID TREMA, peuvent s’intégrer dans les codes de calcul existants qu’ils soient exacts (ASERIS) ou approchés (Optique Physique dans SERMAT de MBDA, méthodes de sommation de faisceaux gaussiens pour le code de CELUM) pour améliorer leurs performances de calcul.
Ils permettront aux codes d’être utilisés avec moins de ressources, en vue d’un paramétrage plus aisé suivant l’illumination, la géométrie et les caractéristiques électriques de l’objet étudié. Le travail proposé devrait ainsi permettre des possibilités d’optimisation (des formes géométriques, des matériaux, …) qui sont difficilement accessibles à des approches classiques purement numériques.
Dans ce cadre, nous proposons d’effectuer :
-dans la tâche 1 : l’intégration et le développement de la méthode hybride originale définie au cours de l’ASTRID TREMA, pour une détermination simple de l’influence sur le champ rayonné du couplage entre éléments d’antennes diffractants, en fonction de l’emplacement et des caractéristiques de ceux-ci ; puis l’analyse des performances obtenues en comparaison avec d’autres méthodes, en fonction des cas de validation choisis,
-dans la tâche 2 : une généralisation de la méthode originale qui a été développée et validée au cours de l’ASTRID TREMA, concernant les champs diffractés par un défaut de surface, pour prendre maintenant en compte des cas de cavités multiples raccordées de faibles ouvertures, en 2D et 3D, avec et sans matériaux.
-dans la tâche 3 : une implémentation dans les codes de la méthode de calcul des champs diffractés en champ proche dans l’approximation de l’Optique Physique par une surface de faible courbure et de grandes dimensions, qui ont été développés et validés au cours de l’ASTRID TREMA, ainsi que de son utilisation pour l’amélioration des méthodes asymptotiques de propagation et de diffraction des faisceaux gaussiens.