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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

CALAGE DES PARAMÈTRES INCERTAINS DANS LE MODÈLE DE TURBULENCE K-EPSILON RÉALISABLE H/F


Détail de l'offre

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

2019-10938  

Description de l'unité

Au sein du département de modélisation des systèmes et des structures (DM2S) au CEA Saclay,
le Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides (STMF-115 personnes) :
- conçoit, développe et qualifie les logiciels de simulation de la thermohydraulique et de la
mécanique des fluides pour les réacteurs et installations nucléaires aux différentes échelles ;
- 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 et simulation en mécanique des fluides (LMSF, 16 collaborateurs
en CDI) met au point des modélisations physiques et des applications logicielles nécessaires
pour la simulation à l'échelle locale de la mécanique des fluides, tant pour les besoins concernant
les réacteurs nucléaires que pour les procédés de l'amont ou de l'aval du cycle du combustible. Il
contribue notamment au développement des codes TrioCFD et Neptune-CFD.

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

CALAGE DES PARAMÈTRES INCERTAINS DANS LE MODÈLE DE TURBULENCE K-EPSILON RÉALISABLE H/F

Sujet de stage

CALAGE DES PARAMÈTRES INCERTAINS DANS LE MODÈLE DE TURBULENCE K-EPSILON RÉALISABLE

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Dans le domaine de la simulation des écoulements turbulents, le modèle k-epsilon standard est largement utilisé en raison de sa simplicité de mise en œuvre et de sa robustesse. Ce modèle a par la suite été amélioré de façon à tenir compte des contraintes de « réalisabilité » du tenseur de Reynolds apparaissant dans les équations RANS : cela signifie simplement qu’un modèle représentant ce tenseur inconnu doit vérifier les mêmes propriétés mathématiques que ce dernier, comme par exemple la positivé de ses composantes diagonales. Ainsi, le modèle k-epsilon « réalisable » est-il également devenu populaire en raison de sa capacité de prédiction supérieure au modèle standard, en particulier lorsqu’apparaissent dans l’écoulement des courbures des lignes de courant ou encore des recirculations. Cependant, ce modèle amélioré fait intervenir des constantes dont les valeurs sont peu argumentées dans la littérature alors que celles-ci influencent nettement les résultats des simulations. L’idée du stage que nous proposons est donc, en déployant des méthodes issues des probabilités et statistiques, de déterminer les valeurs des constantes qui minimisent l’erreur entre la solution du modèle et une référence constituée ici de mesures expérimentales. Cet objectif est couramment appelé « calage du modèle ». Un premier stage de 6 mois a eu lieu sur le sujet en 2019 et a conduit à des résultats très prometteurs sur le cas-test du diffuseur. Afin de poursuivre ce travail, on souhaite désormais évaluer le caractère « universel » des nouvelles constantes obtenues. La méthode d’optimisation EGO (Efficient Global Optimization) repose sur un modèle prédictif approché du code CFD coûteux appelé « métamodèle processus gaussien ». Pour construire le métamodèle, elle s’appuie sur la construction d’une base d’apprentissage de configurations des paramètres sur laquelle le modèle k-epsilon « réalisable » est évalué. Cette base est ensuite enrichie séquentiellement pour améliorer la prédiction du métamodèle dans les zones les plus prometteuses pour la minimisation de la norme d’erreur calculée à partir des mesures expérimentales. Cependant, il a été observé qu’en certaines configurations inconnues de l’utilisateur, les calculs CFD peuvent ne pas converger, entraînant ralentissement, voire une dégradation du comportement de l’algorithme EGO. Afin de rendre plus robuste l’algorithme actuel et prendre en compte ces problèmes de convergence, le travail du stagiaire consistera premièrement à définir un indicateur/critère mathématique permettant de remplacer le jugement d’expert pour déterminer si le calcul CFD converge ou non. Nous proposons ensuite au stagiaire d’utiliser ce critère pour intégrer des méthodes de classification issues du domaine de l’apprentissage automatique (Machine Learning) au sein de la méthode EGO. L’objectif final est d’automatiser la procédure de recherche des paramètres optimaux pour la généraliser aux différents cas d’applications cités plus haut.

 

Profil du candidat

• Niveau Bac+5 (3e année d'école d'ingénieurs ou Master 2).
• Des connaissances en mathématiques appliquées, en particulier probabilités/statistiques et méthodes numériques.
• Des connaissances en simulation numérique en mécanique des fluides (CFD).
• La connaissance de Linux et du langage Python serait un plus.
• Une capacité de rédaction et une maîtrise de l'orthographe sont indispensables.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Saclay

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Ecole d'ingénieurs ou M2

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2020