Le LMSF propose un CDD de 18 mois (POST-DOC) dans le cadre du projet européen Guideline develOpment for Vibration ImpaKt In Nuclear power Generation (GO-VIKING) qui a pour objectif le développement et validation de méthodes de simulation de l’interaction fluide-structure pour les problématiques de vibrations sous écoulement dans les réacteurs nucléaires (vibrations d’assemblage induites par les forces turbulentes générées par un écoulement monophasique axial, vibrations de tubes de Générateurs de vapeurs induites par les forces fluide-élastique générées par un écoulement transverse, et de manière générale vibrations induites par les écoulements diphasiques).
Les forces de pression et de viscosité exercées par le fluide engendrent des vibrations, pouvant entraîner un endommagement des structures par usure et fatigue. Ce phénomène vibratoire résulte d'une compétition entre l'intensité des forces fluides et la rigidité des structures. Lorsque la vitesse de l'écoulement devient trop importante, cette compétition se manifeste sous la forme de vibrations excessives

Dans le cadre du projet Go-Viking, dans le but de mieux appréhender et quantifier ce phénomène vibratoire, Framatome propose des données expérimentales d'un assemblage de 5x5 crayons combustibles avec des grilles de mélange soumis à un écoulement axial (ALAIN).

Récemment, TrioCFD a été utilisé pour prédire les forces fluides qui agissent sur les assemblages de combustible à section transversale complète [1]. L'application du code aux assemblages combustibles en mouvement (prise en compte des vibrations) est une étape conséquente dans la stratégie de développement et de validation du code. Le déplacement des structures mécanique dans le domaine fluide sera traité via une méthode ALE (pour Arbitrary Lagrange Euler). Les capacités de la méthode ALE implémentée dans TrioCFD pour traiter des problèmes d'interaction fluide-structure impliquant des frontières mobiles a été intensivement évalué et c’est montré particulièrement efficace [2, 3, 4].

Le candidat aura pour objectif de développer une modélisation monophasique sur la base du modèle TrioCFD de l'expérience ALAIN. Cette méthodologie comprend des calculs RANS de l'expérience complète avec des modèles de turbulence standard afin de déterminer le comportement global de l'écoulement dans l'assemblage combustible. Dans un deuxième temps, un calcul LES détaillé sera réalisé pour un niveau de grille de mélange afin de prendre en compte les caractéristiques d'écoulement instationnaire. Les simulations numériques, devront permettre d'accéder aux structures de l'écoulement (champs de vitesse, pression, vorticité) afin d'établir une corrélation entre les caractéristiques locales de l'écoulement et les variations du chargement mécanique s’exerçant sur l’assemblage. Les résultats numériques seront confrontés aux mesures expérimentales et permettront d'alimenter les pistes de réflexions concernant les risques vibratoires dans les réacteurs nucléaires.

Compétence souhaitées

- Thermohydraulique monophasique, mécanique des fluides, schémas numériques

- Utilisation de code de calculs scientifiques

Profil recherché

Bac+8 – Doctorat en mécanique des fluides

Mots-clés

Thermohydraulique monophasique, interaction fluide-structure, vibrations, simulation numérique.