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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Realistic transport models in non-linear magneto-hydrodynamic simulations of instabilities i 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

2020-14861  

Description de l'unité

"L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique est l'un des départements de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique, en s'associant avec le programme Fusion européen. L'IRFM est installé sur le Centre CEA de Cadarache. Les activités de L'IRFM sont structurées autour de trois axes de recherches de développement :
- contribuer à la réalisation du projet ITER et ceux de l'Approche Elargie (tokamak JT-60SA principalement),
- préparer l'opération scientifique d'ITER, à travers des activités d'expérimentation et de contrôle, ainsi que de théorie et de modélisation,
- établir les bases du futur réacteur de fusion.
Ces activités sont intimement connectées à un effort tout particulier de formation des générations futures de physiciens et de technologues de la fusion. L'IRFM a à sa disposition de nombreuses plateformes de R&D et de tests, dont le tokamak WEST (pour Tungsten (w) Environnement Steady-State Tokamak), transformation de Tore Supra en banc de test pour ITER, le nouveau tokamak du CEA va permettre de tester l'un des composants clé d'ITER et de poursuivre les recherches en physique des plasmas, dans un contexte international grâce aux nombreuses collaborations mises en place."

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Realistic transport models in non-linear magneto-hydrodynamic simulations of instabilities i H/F

Sujet de stage

Improvement of the non-linear MHD code JOREK to include first principle transport due to small-scale turbulence.

Durée du contrat (en mois)

4 à 6 mois

Description de l'offre

The plasma in tokamak fusion reactors, such as ITER, will be subject to large scale instabilities. These instabilities are well described by modelling the plasma as an electrically conducting fluid embedded in a magnetic field. The model is called magneto-hydro-dynamics (MHD).  Computer simulations allow the study of these MHD instabilities to better understand the physics and the methods for controlling them.

The MHD simulation code JOREK has been developed within the European fusion program for this purpose. The code is applied to so-called edge localised modes (ELMs) and disruptions, MHD instabilities that will need to be controlled in ITER. The simulations require high performance computers, using several thousand cpus. At present, the JOREK code accurately describes the MHD aspect of the instabilities. However, the transport due to underlying turbulence (not included in the MHD model) is modelled by a very simple, ad hoc, diffusion coefficient for the energy and density. To improve the fidelity of the MHD simulations, a better model for the turbulent transport is needed.

Transport due to turbulence is calculated by very large scale so-called gyro-kinetic simulation codes. It is not feasible to couple a turbulence code and MHD code directly to obtain the relevant transport. This would be computationally out of reach. However, recent progress has allowed capturing the results of a large number of gyro-kinetic simulations in a compact form using neural network representations. It has been shown, in other applications, that these neural nets can accurately reproduce the transport coefficients on a very fast timescale.

The subject of the stage is to implement the transport model from the neural network into the JOREK code. A first step will be introduction to the JOREK code and the neural net transport routines. It has to decided how the output (i.e. energy fluxes) of the neural net can be included in the MHD equations. After its implementation, the improved JOREK code will need to be benchmarked against an existing transport code, not including the MHD instabilities to verify the implementation. Time permitting; the final step will be an application of a 3D MHD instability including realistic transport from the neural net model.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Fortran, parallel computing

Profil du candidat

Physicist with some experience in compuational physics and numerics.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

SAINT PAUL LEZ DURANCE

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Numerics, Plasma Physics

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2021