2018-7834 – Approche multi-échelles des écoulements tridimensionnels H/F


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2018-7834 – Approche multi-échelles des écoulements tridimensionnels H/F

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l’innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :

. la défense et la sécurité

. l’énergie nucléaire (fission et fusion)

. la recherche technologique pour l’industrie

. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2018-7834  

Description de l’unité

Le DM2S développe des outils de simulation pour la conception et l’évaluation de systèmes dans les disciplines de base du nucléaire, i.e. thermohydraulique, thermomécanique et neutronique, toutes filières confondues. Il s’appuie pour cela sur des essais et des plateformes logicielles, développées en interne ou en partenariat.
Il les met en œuvre dans le cadre d’études, notamment dans les domaines de la physique des réacteurs, de la tenue mécanique et de l’intégrité des structures des installations nucléaires sous sollicitations et de la conception de systèmes de nouvelle génération.

Délai de traitement

3 mois

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l’offre

Approche multi-échelles des écoulements tridimensionnels H/F

Sujet de stage

Approche multi-échelles des écoulements tridimensionnels

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l’offre

Dans beaucoup d’installations industrielles, le refroidissement est assuré par l’écoulement de liquides chauffés par le flux de chaleur reçu du système. Les conditions thermohydrauliques (débit, pression, etc.) ont un impact majeur dans la conception. En effet, si le refroidissement venait à être perdu par l’apparition d’un film de vapeur à la surface d’échange entre le fluide et la structure (crise d’ébullition) la conséquence serait une augmentation rapide de la température possiblement jusqu’à destruction du composant.  Actuellement, des codes industriels sont utilisés dans des études de dimensionnement afin de déterminer les critères de sûreté des composants.

L’objectif du stage est d’obtenir des éléments de validation et d’amélioration des calculs industriels (FLICA4/5) à l’aide de calculs CFD (TrioCFD) plus précis dans la prédiction des phénomènes complexes qui influencent fortement les conditions thermohydrauliques, notamment dans le cas des écoulements transverses qui se développent à la suite d’un déséquilibre de débits dans les assemblages de cœur de réacteurs nucléaire.

Des essais de déséquilibre de débits dans les assemblages ont été menés avec des mesures de vitesse le long des assemblages pour des configurations équilibrée et déséquilibrée pour des écoulements monophasiques liquide. Un bilan sur les campagnes expérimentales et les données disponibles sera réalisé. Ensuite, il est envisagé de réaliser un calcul CFD sur une configuration équilibrée avec le code CFD TrioCFD qui servira de référence aux calculs effectués avec les codes industriels FLICA4 et FLICA5.
Il est envisagé de mettre en place un couplage entre le code TrioCFD et le code composant FLICA5 puisque la validation des simulations à l’échelle CFD sur deux assemblages de plus de 4m de hauteur est impossible par rapport aux ressources informatiques. Le code CFD (TrioCFD) et le code composant (FLICA5) sont issus de la plateforme TRUST.
Pour réaliser ce couplage entre le code TrioCFD et le code composant cœur (FLICA5), on pourra s’inspirer d’un couplage de type superviseur basé sur la plateforme TRUST qui implémente une interface de couplage entre un code composant cœur TrioMC et un code CFD TrioCFD par échange de valeurs des conditions limites (débit, pression) à chaque pas de temps.
Une étude bibliographique qui portera sur les différentes approches de couplage sera menée qui débouchera sur une synthèse avec un focus plus détaillé sur les méthodes adaptées aux schémas numériques utilisés dans la plateforme TRUST. Ce travail de stage pourra se poursuivre par une thèse.

Le travail s’articulera en plusieurs étapes :
• Etude bibliographique ;
• Formation sur les outils de travail (FLICA4, FLICA5, TrioCFD, etc.) ;
• Mise en place des simulations;
• Développement des outils de post-traitement et comparaison avec les données expérimentales ;
• Formalisation de l’ensemble de l’étude dans un rapport.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Fortran, C/C++, python -Environnement Linux/Windows, codes de calcul CEA – Moyens: PC + Cluster

Profil du candidat

Etudiant en école d’ingénieur (ou en master 2) en mécanique des fluides/thermohydraulique ou en mathématiques/modélisation /simulation

Des connaissances en thermohydraulique et en modélisation physique sont requises.
Des compétences en programmation (Fortran, C/C++, Python) sont souhaitables.
Une appétence pour les méthodes numériques est indispensable.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France

Lieu

Route du Cyclotron, 91400 Saclay, France

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 – Diplôme École d’ingénieurs

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2019

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