Modeling and Confrontation of Dielectric Mixing Laws through Numerical Simulation and Experimental Characterization of Titanate-Based Composite Materials

dc.contributor.authorCHIOUKH , Labiba
dc.contributor.authorBOUZIT , Nacerdine Supervisor
dc.contributor.authorKHOUNI , Habib Co-supervisor
dc.date.accessioned2026-06-15T12:53:26Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractThis thesis focuses on the analysis, characterization, and modeling of the dielectric properties of composite materials under quasi-static conditions. Two-dimensional simulations were performed using the finite element method on binary composites consisting of an epoxy resin matrix and ellipsoidal ceramic inclusions randomly distributed according to three statistical distributions (normal, log-normal, and Rayleigh). The study was conducted on three composites with distinct charge permittivities (εi = 80, 400, and 3600) by varying key parameters such as charge concentration, particle distribution, and particle size and morphology to assess the impact of each parameter on the overall effective permittivity of the material. The values ​​obtained from the FEM simulation were compared to several classical and modified analytical models, allowing the identification of the most relevant distributions for predicting dielectric behavior. The results from this work offer essential elements for the optimization of materials for energy storage and conversion, sensors, and various electronic applications, by providing a thorough understanding of their performance before experimental realization.
dc.description.sponsorshipCette thèse est consacrée à l’analyse, la caractérisation et la modélisation des propriétés diélectriques de matériaux composites en régime quasi statique. Des simulations 2D ont été réalisées à l’aide de la méthode des éléments finis sur des composites binaires constitués d’une matrice en résine époxy et d’inclusions céramiques ellipsoïdales réparties aléatoirement selon trois lois statistiques (normale, log-normale et Rayleigh). L’étude a été réalisée sur Trois cas de composites présentant des permittivités de charge distinctes (εi = 80, 400 et 3600) en changeant de paramètres clés tels que la concentration de la charge, la distribution des particules, ainsi que la taille et la morphologie des particules afin d’évaluer l’impact de chaque paramètre sur permittivité effective globale du matériau. Les valeurs obtenues par la simulation FEM ont été comparées à plusieurs modèles analytiques classiques et modifiés, permettant d’identifier les lois les plus pertinentes pour la prédiction du comportement diélectrique. Les résultats issus de ce travail offrent des éléments essentiels pour l’optimisation des matériaux destinés au stockage et à la conversion d’énergie, aux capteurs, ainsi qu’à diverses applications électroniques, en fournissant une compréhension approfondie de leurs performances avant leur réalisation expérimentale.
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/977
dc.language.isoen
dc.publisherSetif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
dc.subjectcharacterization
dc.subjectmodeling
dc.subjectdielectric
dc.subjectcomposite materials
dc.subjectquasi-static
dc.subjectfinite element method
dc.subjectepoxy resin
dc.subjectceramic
dc.subjectdistributions.
dc.titleModeling and Confrontation of Dielectric Mixing Laws through Numerical Simulation and Experimental Characterization of Titanate-Based Composite Materials
dc.typeThesis

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