Pause
Lecture
Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Simulations HPC d'écoulements diphasiques en présence de surfactant 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

2021-18362  

Description de l'unité

Au sein du DM2S (Département de Modélisation des Systèmes et Structures), le STMF (Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides) :- 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.

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information  scientifique, logiciel

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Simulations HPC d'écoulements diphasiques en présence de surfactant H/F

Sujet de stage

Contexte général

La méthode de Boltzmann sur réseaux (Lattice Boltzmann Method – LBM) [1] est une méthode numérique qui permet de simuler des problèmes physiques modélisés par des équations aux dérivées partielles telles que celles impliquées dans la croissance des cristaux, les équations fractionnaires et les écoulements de fluide. La base de la méthode consiste à réaliser une étape de collision suivie d'une étape de déplacement d'une fonction de distribution sur un maillage cartésien régulier. La méthode a été mise en œuvre dans un code de calcul développé au CEA et écrit en C++ : LBM_saclay [2]. Ce dernier est dédié à la simulation d'écoulements diphasiques avec ou sans changement de phase liquide-gaz et exécutable sur différentes architectures matérielles (multi-CPUs et multi-GPUs) [3]. Le sujet de stage vise à enrichir la base de cas tests de LBM_saclay en étudiant une nouvelle application physique impliquant des écoulements diphasiques.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Objectifs du stage

Le sujet du stage consiste à mettre en œuvre des simulations HPC avec LBM_saclay de la coalescence de deux phases liquides en présence ou non d'un surfactant. Le modèle mathématique est basé sur les équations de Navier-Stokes incompressibles, couplées à l'équation de Allen-Cahn pour le suivi de l'interface entre les deux phases et à une équation de type transport pour le surfactant. Le travail se concentrera dans un premier temps sur le modèle binaire de suivi d'interface en présence de surfactant. Dans LBM_saclay il s'agira d'ajouter un flux dans l'équation du transport [4] pour en tenir compte. On réalisera ensuite plusieurs simulations comparatives d'écoulements diphasiques avec et sans présence de surfactant. Des comparaisons des temps de calcul sur les différents clusters de calculs accessibles au CEA seront effectuées entre les plateformes GPUs et CPUs. Selon l'état d'avancement du stage, différentes directions de travail pourront être envisagées : 1) extension au modèle ternaire ou 2) test d'un opérateur de collision alternatif.

Références

[1] https://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-44649-3

[2] Guide du développeur de LBM_saclay. Rapport CEA.

[3] https://dx.doi.org/10.1016/j.cma.2020.113266

[4] https://dx.doi.org/10.1016/j.jcp.2016.06.008

Profil du candidat

Le profil requis est celui d’un Mastère 2 ou d’une dernière année d’école
d’ingénieur ayant un goût prononcé pour le calcul scientifique des EDPs, la modélisation physique et la programmation en C++.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

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

Ville

Gif-sur-Yvette

Critères candidat

Langues

  • Français (Courant)
  • Anglais (Intermédiaire)