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
2021-19286
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. Au sein du DM2S, le Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides (STMF-120 personnes) :
- conçoit, développe et qualifie les logiciels de simulation de thermohydraulique et de mécanique des fluides pour les réacteurs et installations nucléaires ;
- conçoit et réalise des programmes expérimentaux en support à la compréhension des phénomènes et à la validation des modèles physiques implantés dans les logiciels ;
- réalise les études et expertises qui lui sont confiées pour des applications nucléaires et quelques- unes hors nucléaire dans le domaine énergétique.
Le Laboratoire de Modélisation à l'Echelle Composant (LMEC) a pour objectif de développer les modèles physiques, les méthodes de résolution numérique et les logiciels pour la simulation thermohydraulique des composants cœur et GV, de mettre au point les applications pionnières et d'apporter le soutien nécessaire aux utilisateurs de ces logiciels.
Le LMEC est particulièrement mobilisé sur le développement du nouveau code cœur FLICA5 (sur base TRUST), devant remplacer à terme le code industriel FLICA4 mais aussi sur le développement du code TrioMC et la mise en place de couplages multiphysiques.
Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Sujet de stage H/F
Sujet de stage
Discrétisation conservative du modèle à 4 équations sur grille décalée
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Contexte
Le Service de Thermohydraulique et de Mécanique des Fluides (STMF) réalise des modélisations, étudie les algorithmes numériques, développe des logiciels de simulation et mène des études et recherches fondamentales en mécanique des fluides et en thermohydraulique.
La simulation des écoulements diphasiques, intervenant dans les circuits de réacteurs nucléaires et autres applications, s’effectue grâce à différents modèles d’écoulements diphasiques. Ces modèles comportent des équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie pour chacune des phases liquide et vapeur couplées par des lois de fermeture. Les méthodes numériques employées au STMF sont en majorité sur des discrétisations de type « décalées » et s’appuient sur une forme non conservative des modèles. Cette approche standard ne permet malheureusement pas de répondre complètement aux besoins du code de thermohydraulique coeur FLICA5.
Objectifs
Le travail proposé consiste à étudier et tester numériquement le comportement d’une nouvelle classe de méthodes numériques, toujours sur grilles décalées, mais s’appuyant sur une formulation conservative du modèle. Il faudra en particulier comparer les variantes de cette nouvelle classe, en particulier sur le modèle diphasique à quatre équations, dans des configurations d’intérêt pour la sûreté nucléaire (écoulements bouillants). Un intérêt particulier sera donné aux simulations en dimension deux et trois d’espace, et aux comparaisons avec les approches actuelles s’appuyant sur la formulation non conservative.
Environnement de travail
Le stage se déroulera au centre CEA de Saclay au sein du Laboratoire de Modélisation à l’Echelle Composant (LMEC), une équipe pluridisciplinaire mêlant mathématiciens, physiciens et informaticiens. Il s’appuiera sur des travaux précédents au STMF à savoir une thèse (K. Ait Ameur, novembre 2020) ayant posé les bases de conception générale de la méthode, et un stage (C. Mounier, février 2021) ayant précisé la méthode numérique dans le cas du modèle diphasique à quatre équations. D’autres stagiaires et doctorants travailleront sur des sujets similaires au LMEC, et les interactions seront encouragées.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Bases d'analyse numérique : stabilité, convergence, systèmes linéaires
Profil du candidat
Compétences requises ou souhaitées
Bases d’analyse numérique : stabilité, convergence, systèmes linéaires
Bases d’équations aux dérivées partielles : équation de Poisson, équation d’advection
Idéalement notions de mécanique des fluides
Idéalement notions de C, C++ ou python
Profil recherché
Etudiant/étudiante en école d'ingénieur ou en master 2 ayant une dominante en mathématiques appliquées, intéressé par la simulation numérique de problèmes issus de la physique.
Rigueur d’analyse et curiosité scientifique pluridisciplinaire essentiels. Goût pour le travail en équipe et la communication scientifique seraient appréciés.
Localisation du poste
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
SACLAY
Critères candidat
Diplôme préparé
Bac+5 - Master 2
Possibilité de poursuite en thèse
Oui
Demandeur
Disponibilité du poste
01/03/2022
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