Contexte

La mécanique des fluides numérique (CFD) est aujourd’hui un outil indispensable dans l’élaboration, la conception, la validation et l’étude de dispositifs industriels. Dans la filière nucléaire, la CFD est utilisée pour la conception des nouveaux réacteurs nucléaires et le support aux analyses de sûreté des réacteurs existants. L’amélioration constante des capacités de calculs permet de réaliser des simulations CFD complexes au plus proche des objets industriels pour améliorer la compréhension des phénomènes physiques variés qui sont présents dans un réacteur nucléaire. Lors de la conception d’un cœur, un des scénarios étudiés correspond à la quantification de l’impact d’une différence d’alimentation en fluide caloporteur entre des assemblages adjacents. En particulier, il est intéressant d’étudier le rééquilibrage des vitesses dans les assemblages dans la direction axiale du cœur. À l’aide de mesures expérimentales par vélocimétrie laser, permettant de mesurer pour différents plans axiaux, la distribution radiale des vitesses axiales, il est possible de comparer les calculs CFD avec les profils expérimentaux. Cette comparaison calculs/mesures expérimentales permet une amélioration constante de la représentativité des outils numériques, ainsi que le développement de modèles physiques simplifiés par remontée d’échelle.

Objectifs

Après des travaux réalisés l’année dernière qui ont largement préparé le calcul CFD, l’objectif de ce stage est de réaliser une étude paramétrique du dispositif expérimental représentatif d’un assemblage de réacteur nucléaire avec déséquilibre de débit entre assemblages voisins. La physique et de la topologie de l’écoulement seront ensuite étudiées pour réaliser une remontée d’échelle vers un code composant.

Après une prise en main des outils en début de stage, le programme de travail s’articulera comme suit :

- Appropriation du jeu de données CFD (maillage, modèles physiques, sondes de post-traitement)

- Réalisation des calculs CFD, dépouillement et analyse des résultats

- Comparaison aux mesures expérimentales

- Modélisation de la maquette avec le code composant, calculs et analyse

- Utilisation des résultats CFD pour améliorer la représentativité du code composant par remontée d’échelle

Mécanique des fluides, Thermohydraulique, CFD, modélisation physique. Une expérience avec l’environnement UNIX serait apprécié.