Export RSS des offres - Seulement les offres à la une : Non / Profil : Sécurité du travail et des biens -Radioprotection, Thermohydraulique et mécanique des fluides / Contrat : Stage

2023-28925 - Etude d'écoulements inclinés en coeur de REP par Simulation des Grandes Echelles (LES) H/F

Wed, 11 Oct 2023 07:56:40 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Contexte Ce stage s’inscrit dans le contexte des études thermohydrauliques de sûreté réalisées pour les réacteurs nucléaires civils. Ces dernières s’appuient sur des études probabilistes de sûreté basées sur des codes de simulation à l’échelle système, qui reposent eux-mêmes sur l’utilisation de corrélations pour modéliser les phénomènes physiques. On s’intéresse ici aux corrélations de pertes de charge pour un écoulement incliné au sein du cœur d’un réacteur. Du point de vue du fluide c’est un milieu encombré et anisotrope : il est composé d’assemblages de crayons cylindriques verticaux. En situation accidentelle, l’écoulement du fluide caloporteur, normalement vertical, peut devenir 3D sous l’effet des inhomogénéités de puissance ou car l’alimentation au pied du coeur est altérée. C’est pourquoi les codes système doivent bénéficier de corrélations de pertes de charge valides dans toutes les directions. Afin de les établir et valider, on utilise à la fois des données expérimentales et des approches de simulation plus fines, comme la simulation des grandes échelles (LES). C’est ce qu’on propose de réaliser durant le stage : En utilisant le code de calcul TrioCFD des configurations d’écoulement turbulent en grappe inclinée vont être simulées. On étudiera à la fois des configurations reproduisant les essais EOLE pour se comparer aux mesures expérimentales et les configurations équivalentes en milieu infini qui serviront à établir les corrélations à l’échelle système. Des travaux ont déjà été réalisés sur ce sujet, que le stagiaire devra s’approprier avant de pouvoir les approfondir. Le principal objectif du stage est de définir et valider une méthodologie de calcul LES permettant d’établir la perte de charge d’un écoulement incliné dans une grappe infinie. Ainsi à terme, chaque configuration calculée (définie par les angles d’inclinaison et le nombre de Reynolds) fournira un point de validation pour les modèles des codes système. Ce stage pourra donner lieu à une poursuite en thèse au STMF/LMES sur la modélisation des transferts radiaux dans les cœurs pour les codes système, dont la modélisation des pertes de charge 3D est une part importante. Objectifs Il s’agira tout d’abord de reprendre les travaux de [Bieder et al., 2015] en réalisant des simulations des essais EOLE avec TrioCFD à l’échelle LES. L’analyse des résultats obtenus et la comparaison aux résultats expérimentaux devront notamment permettre de définir une méthode adéquate pour représenter le problème en "grappe infinie" (avec conditions de périodicité). Les résultats obtenus seront aussi comparés avec différents modèles de pertes de charge transverses issus de la littérature. Si le temps le permet, une configuration expérimentale de l’installation METERO-V, actuellement en exploitation au STMF, sera aussi simulée pour valider la méthodologie de modélisation définie à partir des essais EOLE.

Ville : SACLAY

2023-28013-S1039 - Stage - Bac+4 - Validation d’un code de calcul rapide de coefficients aérodynamiques - H/F

Tue, 10 Oct 2023 01:05:23 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
L’objectif principal du stage est donc de participer à la validation de ce code de calcul rapide. Pour ce faire, l’étudiant(e) confrontera les résultats de calculs avec les nombreuses données expérimentales de la littérature (mesure de forces, profils de pression et température pariétales) sur des formes géométriques simples. Il/elle utilisera également les données expérimentales obtenues dans le cadre de collaborations avec des laboratoires académiques en soufflerie supersonique et hypersonique en régime continu (basse atmosphère) et raréfié (haute atmosphère). Ces données pourront être complétées par des résultats de simulations « haute fidélité ». En fonction des résultats de comparaison, l’étudiant(e) pourra implémenter de nouvelles corrélations et/ou proposer des améliorations aux modélisations existantes dans le code de calcul. Finalement, un calcul complet de rentrée sur une forme plus complexe (type IXV) pourra être réalisé. Nous recherchons pour ce stage un(e) étudiant(e) ayant une base solide en modélisation de phénomènes physiques et en programmation, ainsi qu'un goût prononcé pour la simulation numérique. La connaissance des structures de données VTK est un plus. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Programmation : C, C++, Python, VTK Outils de post-traitement : VisIt, Paraview… Connaissances en mécanique des fluides, en simulation numérique et modélisation physique Bac+4
Ville : LE BARP

2023-28012-S1038 - Stage - Bac+5 - Etude expérimentale des performances d'un planeur hypersonique avec volet en régime raré

Tue, 10 Oct 2023 01:05:23 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Le stage s'inscrit dans la suite de ce projet APHYRA. Il vise à compléter les données expérimentales obtenues dans le cadre de celui-ci en étudiant l'effet de l'ajout d'un volet sur les performances aérodynamiques d'un planeur hypersonique. Pour ce faire, l'étudiant(e) participera à la conception des différentes maquettes testées et sera responsable de la campagne d'essais visant à caractériser l'influence du volet. Lors de cette campagne, des mesures de forces par balance aérodynamique et des visualisations d'écoulement par glow discharge seront réalisées pour différents angles d'incidence du planeur et différentes conditions d'écoulements (Mach, Knudsen). L'angle du volet sera également varié pour étudier son influence sur la finesse de l'objet. En parallèle de la campagne expérimentale, quelques simulations numériques type DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) avec les logiciels DS3V ou SPARTA pourront être réalisées afin de vérifier la capacité des codes de simulation à reproduire les observations expérimentales. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Connaissances en aérodynamique expérimentale (mesures par tube de Pitot et balance aérodynamique) Programmation en Matlab/Python Conception assistée par ordinateur (Solidworks) Connaissances en simulation numérique (Fluent, Star-CCM+…) Bac+5
Ville : LE BARP

2023-28003-S1029 - Stage - Bac+5 - Développement d’un modèle d’ablation multi-éléments pour les calculs aérothermiques - H/

Tue, 10 Oct 2023 01:05:23 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Afin de pouvoir maîtriser davantage ce phénomène d’ablation, il est primordial de mieux comprendre les interactions complexes mises en jeu entre l’écoulement et le bouclier thermique. Les modèles d’ablation implémentés dans le code d’aérothermique du CEA/CESTA reposent actuellement sur deux paradigmes. Le premier permet de réaliser des simulations aérothermiques rapidement, mais repose en contrepartie sur de nombreuses hypothèses physiques (équilibre chimique, pas d’injection de nouvelles espèces chimiques dans l’écoulement) qui peuvent être mises en défaut lors d’une phase de rentrée complète. La seconde modélisation permet de passer outre les approximations précédentes en caractérisant l’ensemble des réactions thermochimiques d’oxydation et de sublimation à la paroi et leurs impacts sur l’écoulement. Néanmoins, son utilisation reste encore relativement coûteuse en terme de temps de calculs, car elle nécessite de résoudre, au sein du système Navier-Stokes, les équations de conservation de la masse pour chacune des nombreuses espèces chimiques potentiellement présentes dans l’écoulement. Dans ce contexte, l’objectif du stage consistera à préparer la mise en œuvre d’un modèle d’ablation intermédiaire, plus pertinent d’un point de vue physique que le premier modèle et plus rapide informatiquement que le second. Cette troisième stratégie reposera sur la conservation des éléments chimiques (dont le nombre reste limité) plutôt que sur celle des espèces chimiques. Dans un tel cas de figure, si l’hypothèse d’un équilibre chimique restera de mise, le nouveau paradigme permettra de tenir compte, dans l’écoulement, des espèces chimiques issues de la dégradation du matériau. En pratique, il s’agira de réécrire les équations de conservation en termes d’éléments chimiques et de les implémenter dans le code d’aérothermique. Un appel à un solveur d’équilibre chimique sera également nécessaire pour remonter aux proportions d’espèces chimiques dans le gaz.Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Une connaissance préalable des équations de la mécanique des fluides est préférable. L'étudiant(e) devra se sentir une certaine affinité avec la programmation. FORTRAN, PYTHON Bac+5
Ville : LE BARP

2023-28827 - Stage - Modélisation d'un accumulateur de vapeur avec CATHARE3 H/F

Mon, 09 Oct 2023 09:54:42 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Les accumulateurs de vapeur sont des réservoirs contenant de l’eau liquide et de la vapeur sous pression (exemple bien connu : pressuriseur de Réacteur à Eau Pressurisée). Ils sont notamment utilisés dans les centrales solaires thermiques afin de stocker de l’énergie sous forme de chaleur latente. Lorsque la production de vapeur excède la demande, le surplus est prélevé et injecté dans l’eau pressurisée de l’accumulateur de vapeur. À l’inverse, lors des phases de décharge, une vanne au sommet de l’accumulateur s’ouvre, libérant la vapeur sous pression. La pression diminue alors et l’eau liquide se vaporise, assurant ainsi une alimentation continue en vapeur. Afin d’étudier le potentiel de l’insertion d’accumulateurs de vapeur au sein des cycles de Rankine de centrales nucléaires, il faut d’abord être en mesure de les simuler de façon dynamique avec un code de thermohydraulique reconnu en sûreté nucléaire. Pour ce besoin, nous utiliserons l’outil de calcul scientifique CATHARE3. Des modèles permettant de rendre compte des phénomènes thermodynamiques mis en jeu dans les accumulateurs de vapeur existent dans la littérature, mais ne sont pas encore implémentés dans le code CATHARE3. De plus, les modèles existants dans CATHARE3 ont été développés principalement pour représenter la physique des pressuriseurs de REP et ne permettent pas de reproduire suffisamment bien le comportement de ces accumulateurs dédiés au stockage/déstockage d’énergie. Dans ce cadre, l’objectif de ce stage est d’identifier une modélisation pertinente dans la littérature scientifique puis de l’implémenter dans le code source de CATHARE3. Le fonctionnement en charge et décharge de l’accumulateur sera ensuite simulé et validé sur des données expérimentales déjà identifiées. L’intégration de l’accumulateur de vapeur dans un cycle de Rankine sera ensuite étudiée tant du point de vue architecture (utilisation possible de l’outil statique CYCLOP) que simulation dynamique. Plusieurs architectures de cycles pourront être testées afin de juger de la pertinence d’utiliser un accumulateur de vapeur pour répondre au besoin de flexibilité attendue du côté des réacteurs nucléaires. Ce stage de recherche en laboratoire permettra au candidat/à la candidate de développer des capacités d’analyse physique ainsi que d’utilisation du code CATHARE3 qui est largement utilisé par les acteurs du nucléaire en France et à l’international. Les résultats obtenus à l’issue du stage pourront être valorisés au sein d’une publication. La date de démarrage du stage est prévisionnelle ; celle-ci pourra évoluer en fonction de la disponibilité du/de la candidat(e) sélectionné(e)

Etudiant(e) en 5ème année d'école d'ingénieur généraliste ou équivalent, spécialisé en mécanique des fluides, thermodynamique et/ou énergétique. Vous avez un intérêt pour la recherche et pour le secteur de l'énergie. Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des personnes en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (RQTH, carte mobilité inclusion, pension d’invalidité, etc).
Ville : Saint-Paul-Lez-Durance

2023-28812 - Stage fin d'étude en CFD diphasique H/F

Mon, 09 Oct 2023 08:05:06 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Le présent stage s’inscrit dans le contexte du développement du code de thermohydraulique CATHARE, permettant de réaliser des simulations d’écoulements monophasiques et diphasiques à l’échelle système et utilisé pour les études de sûreté des réacteurs nucléaires français, en fonctionnement normal et accidentel. De base, ce code résout un système à 6 équations. Dans chaque cellule, on considère la présence de 2 phases, une liquide et une gazeuse. Pour chacune de ces phases, on applique 3 équations de conservation (masse, quantité de mouvement et énergie). CATHARE dispose ensuite d’une carte d’écoulement permettant, en fonction des paramètres physiques, de définir les conditions d’écoulement et la répartition du liquide entre une phase continue et une phase dispersée. CATHARE code dispose d’une option, permettant de passer à un système à 9 équations, en séparant la phase liquide continue de la phase liquide dispersée. Dans cette seconde phase, des lois physiques sont modifiées pour prendre en compte le comportement particulier des gouttes dans les conduites. Une de ces lois va notamment nous intéresser pour ce stage, la loi de frottement entre les gouttes et le gaz, et plus particulièrement le coefficient de traînée. Actuellement, ce coefficient est basé sur les modèles de Clift et Gauvin d’écoulement autour d’une sphère rigide. Si ces modèles sont transposables des sphères rigides aux gouttes pour de faibles nombres de Reynolds, cela n’est plus le cas lorsque Re>500. C’est dans ce contexte que ce stage intervient. Objectifs L’objectif de ce stage sera de mettre en place une simulation numérique pour étudier le coefficient de traînée entre une goutte et de l’air afin de le code, puis de l’étendre aux cas eau/vapeur. L’étudiant devra mettre en place un plan d’expérience numérique afin d’identifier les grandeurs pertinentes à mesurer dans sa simulation, pour ensuite exploiter les résultats ainsi obtenus. Il faudra au préalable réaliser une étude bibliographique afin d’avoir une meilleure vision de ce qui existe, notamment dans le cadre de chute libre de goutte et qui pourront ainsi servir de validation des simulations numériques. On dispose actuellement de quelques articles dans la littérature concernant la chute de goutte. A charge pour l’étudiant de partir de ces articles et d’étendre l’étude bibliographique. Si le temps le permet, en fin de stage, l’étudiant pourra implémenter son modèle dans le code CATHARE et ainsi voir son impact sur le code à échelle système. Environnement de travail Ce stage est proposé au Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), centre de recherche français, et plus particulièrement au sein de la Direction des EnergieS (DES), au Département de Modélisation des Systèmes et Structures (DM2S). Le Laboratoire de Modélisation et simulation à l'Echelle Système (LMES), accueillant le stage, est en charge du développement et de la validation du code CATHARE.

En dernier année d'étude scientifique, le candidat doit avoir les qualités suivantes: · Mécanique des fluides (hydraulique, dynamique des fluides) · Programmation informatique (Python, C/C++, script shell, etc.) · Une bonne maîtrise de l’anglais (scientifique) et du français est nécessaire · Des connaissances sont attendues sur les différentes approches de modélisation en thermohydraulique (DNS, RANS, Système) · La connaissance des systèmes GNU Linux est un plus
Ville : Gif sur Yvette
Langue / Niveau :
Français : Bilingue
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28844 - Analysis of the thermo-hydraulic loop UPTF representative of a nuclear reactor with the code CATHARE H/F

Mon, 09 Oct 2023 07:45:42 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
The thermal-hydraulic code CATHARE is the reference code for the safety analysis of French nuclear reactors. It is based on a set of six conservation equations (mass, momentum and energy for the liquid and vapor phase) complemented by appropriate closure laws. The validation of these semi-empirical laws and the associated uncertainty quantification is a fundamental issue. The validation is based on experiments at different scales covering the operating domain of nuclear reactors. In particular, the global validation of the code is carried out using the experimental data coming from reactor-scale thermal-hydraulic loops, also called Integral Effect Tests (IETs). These loops are representative of the primary and secondary circuits of nuclear reactors. Different scenarios can be reproduced to improve the understanding of the physical phenomena occurring during an accident. The internship consists in analyzing the experimental data coming from selected accidental scenarios in the UPTF IET facility. In details, the candidate will: Understand the physics of the experiments; Model them with the thermal-hydraulic code CATHARE; Perform a propagation of uncertainties and a sensitivity analysis to different physical models using appropriate statistical methods; Present and discuss his/her work during technical meetings and write a final report.

The candidate should have a good knowledge of fluid-dynamics/thermal-hydraulics, ideally applied to nuclear reactors. A basic knowledge of Linux, Excel and Python/Matlab is desired. A good knowledge of English is a must. French would be a plus.
Ville : Saclay

2023-28639 - Stage - Modélisation croissance - 6 mois - Grenoble H/F

Fri, 06 Oct 2023 09:32:20 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Contexte : Le laboratoire des matériaux pour la photonique (LMP) travaille au développement du procédé « Vertical Gradient Freeze » pour la fabrication de lingots monocristallins massifs de la famille II-VI. La maitrise de l'élaboration de l'alliage de CdZnTe est essentielle puisqu'il est nécessaire à la fabrication de détecteurs infrarouge. Pour améliorer la compréhension de la croissance, nous avons développé des modèles numériques. Le temps de calcul est optimisé en exploitant la symétrie axiale du système. Cependant on souhaiterait évaluer l'impact d'une distribution inhomogène en température autour de l'axe et représenter ainsi un four de croissance non idéal. Cela nécessite alors le développement d'un modèle en 3D. Objectifs : L’objectif de ce stage est de développer un modèle 3D de la croissance d’un lingot de CdZnTe à l’aide du logiciel COMSOL-Multiphysics. L’étudiant(e) pourra s’appuyer sur les modèles 2D-axisymétrique développés au laboratoire. On commencera par étudier des modèles simples (géométrie et phénomènes physiques limités) avant de les complexifier progressivement. Les phénomènes physiques étudiés sont notamment le changement de phase (solide / liquide), la convection dans le bain liquide et le rayonnement. Vous chercherez à optimiser le temps de calcul (maillage, solveur…) et mènerez des études de sensibilité sur certains paramètres. On s’intéressera notamment à la distribution inhomogène en température autour de l’axe de symétrie.

Vous préparez un diplôme de niveau M2 dans les domaines de la mécanique des fluides et des transferts thermiques. Vous avez des compétences en modélisation numérique. Vous êtes reconnu pour votre persévérance et vous êtes force de proposition.
Ville : Grenoble

2023-28328 - Simulation avec CATHARE de l'auto-vaporisation pour la sûreté nucléaire et hydrogène H/F

Thu, 05 Oct 2023 22:04:30 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Contexte La modélisation de l’auto-vaporisation est un enjeu majeur en termes de sûreté pour de nombreux systèmes industriels. C’est en particulier le cas pour les circuits primaires des Réacteurs à Eau Pressurisés (REP), ainsi que pour les systèmes d’hydrogène liquide (LH2) - utilisés dans le spatial et envisagés dans l’aviation et le transport lourd en substitution des combustibles fossiles. Lorsqu’une brèche survient dans l’un de ces circuits, le débit de fuite peut être limité par la vitesse sonique de l’écoulement. Ce dernier est alors dit « bloqué » et ne dépend alors plus que des conditions thermohydrauliques dans le circuit, et non des conditions extérieures. Lorsque l’écoulement est proche de la saturation, la dépressurisation donne lieu à une vaporisation du liquide (phénomène d’auto-vaporisation). Il est alors nécessaire de prédire convenablement le taux de vaporisation afin d’estimer de manière fiable la vitesse sonique et donc le débit de fuite. CATHARE-3 est un code de thermohydraulique à échelle système, conçu initialement pour les études de sûreté des REP et dont le champ d’application a été ouvert progressivement à d’autres industries [1]. Copropriété du CEA, d’EDF, Framatome et de l’IRSN, il se base principalement sur un modèle monodimensionnel à deux fluides (liquide/vapeur). Il dispose de lois de fermetures spécifiques pour les différents transferts de chaleur, de masse ou de quantité de mouvement. CATHARE-3 utilise notamment un modèle empirique basé sur des essais expérimentaux en eau pour prédire l’auto-vaporisation. Celui-ci n’est donc pas, a priori, adapté pour le calcul d’écoulements en hydrogène. De plus, pour les écoulements en eau, la déviation par rapport à l’expérience est non-négligeable dans certaines conditions. Objectifs Afin de disposer d’une modélisation plus précise et généralisable à d’autres fluides, un modèle de type dit « mécaniste » (ou « phénoménologique ») est à l’étude. Ce dernier a déjà été implémenté dans CATHARE-3 et testé pour des écoulements en eau. Le premier objectif du stage est de reprendre l’étude de ce modèle sur ces essais et de l’approfondir, afin notamment d’identifier les causes des défauts observés et de les corriger. Il sera alors opportun de dégager les principales tendances du modèle sur la base expérimentale eau et de le comparer au modèle semi-empirique utilisé actuellement pour les applications REP (figure 1). Le second objectif est d’évaluer les capacités du modèle à simuler l’auto-vaporisation pour des écoulements en hydrogène liquide. L’étudiant devra construire la modélisation CATHARE-3 d’une expérience en tuyère issue de la littérature puis comparer les mesures aux résultats expérimentaux. Enfin, selon l’avancement et les résultats obtenus, une étude d’autres modèles d’auto-vaporisation pourra être réalisée, en s’intéressant par exemple au Delayed Equilibrium Model. [1] Site internet du code CATHARE : https://cathare.cea.fr

Etudiant/étudiante en dernière année d'école d'ingénieur ou en master 2, disposant de bases solides en mécanique des fluides et ayant des notions en programmation et Linux. Des connaissances en thermohydraulique diphasique seraient appréciées.
Ville : Saclay

2023-28699 - Etude des cycles hybrides abso/compresseur et exploration de la limite de l'ammoniac subcritique H/F

Mon, 02 Oct 2023 15:08:45 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Missions : Afin de limiter le réchauffement climatique et de faire face à ses conséquences, il faut envisager une révision de notre mode de consommation de l'énergie, limiter les rejets inutiles et privilégier les sources d'énergies renouvelables. Dans le contexte actuel où la France cherche à se réindustrialiser tout en se décarbonant, les machines à absorption permettent de répondre aux besoins de nos industries en froid et en chaleur basse et moyenne température (50% de la gamme de température nécessaire aux procédés). Le cycle thermodynamique mis en œuvre permet de valoriser de la chaleur fatale ou renouvelable avec une faible consommation électrique. Un autre atout de ces machines, par rapport aux pompes à chaleur standards, est d’utiliser des fluides sans impact sur l’environnement. Cependant, elles se heurtent à plusieurs contraintes qui limitent leur développement. Tout particulièrement, leur plage de fonctionnement est restreinte car elle est imposée par la température des sources de chaleur. Une solution pour les rendre plus flexibles est d’introduire un compresseur au système. De nombreux agencements sont possibles en fonction de la position du compresseur dans le cycle. L’objectif de ce stage est de modéliser les différentes architectures de machines hybrides absorption/compression ammoniac/eau et d’évaluer leurs performances et leurs gammes de fonctionnement. Dans certaines configurations, il est possible que le réfrigérant (ammoniac) atteigne l’état supercritique. Ce domaine de fonctionnement n’étant pas exploré dans la littérature, les limites et les conséquences sur le cycle seront étudiées. Ce stage permettra de compléter les outils à disposition de l’équipe et de déterminer quelle est l’architecture la plus pertinente en fonction des contraintes auxquelles la machine à absorption doit répondre. Ce stage s’articulera en 4 temps : - Etude bibliographique et prise en main des outils numériques (1 mois) ; - Modélisation des différents cycles hybrides – analyse des résultats et comparaison avec des mesures expérimentales (1,5 mois) ; - Etude du comportement d’un cycle hybride à la limite du régime supercritique (1,5 mois) ; - Rédaction du mémoire et préparation de la soutenance (1 mois).

Stage pour la validation d'un BAC+5 Compétences scientifiques : Machines thermodynamiques Connaissances : Simulations, modélisation, analyse des données Moyens/Méthodes/Logiciels : EES, Pyton ou Matlab Lieu: 50 avenue du lac Léman, 73375 Le Bourget du Lac Cedex
Ville : Le Bourget du Lac
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28672 - Simulation numérique directe du fractionnement d'une goutte H/F

Mon, 02 Oct 2023 12:48:40 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Le présent stage s’inscrit dans le contexte du développement du code de thermohydraulique CATHARE, permettant de réaliser des simulations d’écoulements monophasiques et diphasiques à l’échelle système et utilisé pour les études de sûreté des réacteurs nucléaires français, en fonctionnement normal et accidentel. Lors d’un accident grave, comme dans le cas d’une brèche dans le circuit primaire, le cœur du réacteur peut se retrouver dénoyé. Afin d’éviter sa fusion, de l’eau est alors réinjectée via un circuit de sécurité, conduisant à un écoulement diphasique ascendant complexe pouvant présenter des gouttelettes d’eau. Afin de simuler ce phénomène dit de "renoyage", il est nécessaire de prédire au mieux le diamètre de ces gouttes, qui a un impact direct sur les échanges interfaciaux de masse, quantité de mouvement et énergie. Dans les codes systèmes, comme dans certains modèles en CFD où l’interface gaz-liquide n’est pas représentée, le diamètre des gouttes ne peut pas être calculé directement et doit alors être modélisé. Pour cela, il y a deux possibilités : utiliser une corrélation empirique ou résoudre une équation supplémentaire de transport d’aire interfaciale. La première méthode est simple à mettre en œuvre et a l’avantage d’être peu coûteuse numériquement, mais suppose que l’écoulement est établi et nécessite de disposer d’une corrélation valable sur la gamme de paramètres opératoires visée. Contrairement à la première, la deuxième méthode permet une prédiction dynamique donc à fortiori plus précise de l’aire interfaciale dans le cas d’écoulements non-établis, mais elle nécessite la modélisation de termes sources représentatifs des phénomènes de coalescence, fractionnement et changement de phase. Par défaut, le code CATHARE utilise la première méthode. La deuxième méthode, utilisant une équation de transport d’aire interfaciale, est disponible en option. Elle comprend des termes de coalescence, fractionnement et changement de phase valables dans le cas de bulles, développés entre 2002 et 2010 sur la base d’expériences réalisées en interne. En lien avec la prédiction du phénomène de renoyage, l’objectif du stage est d’étudier le fractionnement d’une goutte seule sous l’effet d’un cisaillement, afin d’en déduire des quantités d’intérêt pour l’établissement d’un terme source correspondant à cet effet dans l’équation d’aire interfaciale de CATHARE. Aucune expérience dans les conditions opératoires du renoyage n’ayant été identifiée dans la littérature, il est proposé d’étudier le fractionnement de cette goutte par simulation numérique directe (direct numerical simulation, ou DNS, en anglais), avec le code TrioCFD, également développé par le CEA. Il sera au préalable nécessaire d’identifier les grandeurs pertinentes à faire varier, et d’établir un plan d’expérience numérique. Les résultats seront ensuite analysés finement et des pistes seront proposées pour l’établissement d’un modèle sous la forme d’un terme source utilisable dans CATHARE.

Compétences : Mécanique des fluides, thermohydraulique, programmation informatique (Python et/ou C++), environnement Linux. Des connaissances sont attendues sur les différentes échelles de modélisation en thermohydraulique (DNS, CFD, système). Une bonne maîtrise du français et de l’anglais est également nécessaire.
Ville : Saclay

2023-28700 - Stage BAC+5 stockage inter-saisonnier H/F

Mon, 02 Oct 2023 08:53:13 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Missions : Etude d'un processus industriel: réaliser en continu l’excavation, le traitement des granulats, le mélange du matériau de coulage, la construction par le pilotage 3D de têtes de dépose, selon un plan de construction abouti sur l’optimisation structurelle et sur les interfaçages mécaniques et hydrauliques de liaison aux capteurs solaires thermiques et au réseau de distribution. Le stage aura pour mission d’établir des généralités pour les dimensionnements, de proposer des pistes de réflexion sur la conception des structures, d’établir les intérêts technico-économiques et environnementaux de ce mode de réalisation, de répertorier les entreprises du BTP qui s’intéressent à ce mode de réalisation. Répondre aux questions : Quelle serait la structure la plus optimisée, atteignable par une construction par impression 3D, pour la constitution du massif de stockage (passages hydrauliques, répartition et ratio masses de stockage/masse de fluide), pour l’isolation… A quelles conditions peut-on envisager l’usage de matériaux excavés pour reconstituer la caverne de stockage ? Lieu du stage: Cadarache, 13108 Saint-Paul-lez-Durance

Stage pour la validation d'un BAC+5 Compétences scientifiques : Thermique/Hydraulique/Matériaux Moyens/Méthodes/Logiciels : Biblio-contacts académiques et industriels Commentaires libres : La thématique thermique est centrale (51%), mais la technique de construction et l'analyse cycle de vie est l'espace à ouvrir (49%)
Ville : Cadarache
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28654 - Internship - Experimental study of turbulent flow in fuel assembly bundles H/F

Fri, 29 Sep 2023 06:45:13 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Fuel assemblies constitute the core of nuclear reactor core. Those small tubes attached together by grids are submitted to a strong turbulent flow. Amplified by grids, turbulent structures induce vibrations that can lead to fretting wear damages. The topic of this internship is the study of the effect of different geometrical features of fuel assemblies on turbulent flow quantities, to understand their role in rod vibrations and grid-to-rod fretting. It could include the following activities (non-exhaustive list): - brief literature review on turbulent flows in core fuel sub-assemblies; - brief literature review on Particle Image Velocimetry (PIV) and Laser Doppler Velocimetry (LDV) post-processing and analysis; - analysis of measurements data from previous experimental campaigns by relevant post-processing (Python or commercial tool); - comparison with existing numerical results when possible. The internship will include mostly analysis of experimental campaigns measurements, but the student could also be involved in the simulation work (CFD) done in the laboratory.

This internship requires understanding of fundamentals of fluid mechanics (turbulent flows) and numerical methods (finite differences, Fourier transform…) and fluency in English (most of relevant literature on the topic is in English). Prior knowledge of turbulent flow in reactor core is not required.
Ville : Saint-Paul-lez-Durance
Langue / Niveau :
Anglais : Courant
Langue / Niveau :
Français : Courant

2023-28642 - Stage "Experimental study of Taylor bubbles"

Thu, 28 Sep 2023 14:08:00 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Taylor bubbles (known also as slug flows or segmented flows) are characterized by elongated bullet-like shape vapor bubbles moving in a capillary tube. These capillaries are often employed in compact heat transfer devices to provide efficient cooling of electronics (heat pipes) and steam generation in nuclear reactors, for instance. While the bubble flows in the tube, a liquid film forms between the heated wall and the liquid-vapor interface. Its thickness can range from a few μm up to several tens of microns, representing a low resistance to the heat transfer from the wall towards the liquid-vapor interface thus allowing a large amount of heat exchange with the wall at evaporation or condensation. Taylor bubble flow is therefore a desired flow pattern inside capillaries aiming at high heat transfer capabilities. The physical understanding of Taylor bubble flows requires the comprehension of several physical phenomena such as dewetting dynamics, formation of thin liquid films, heat transfer and phase change. Experiments performed to measure the thickness of liquid film, its drying, wall temperature and heat flux are therefore vital to validate physical models developed for detailed numerical studies that can improve our understanding of these phenomena. Even though a wide range of studies are available in the current literature, precise measurements of the liquid film and the effects associated to the flow of two Taylor bubbles flowing near to each other are some examples of still lacking knowledge on this topic. In this context, a novel experimental installation is being developed to study Taylor bubbles rising in a capillary channel. In this particular setup, we aim at exploring the fundamental aspects of the film formation, the thickness profile along the bubble and its dynamics in specific conditions still not fully understood. The experimental results will be used to validate numerical simulations that will be performed in the framework a following PhD thesis as a continuation of this internship work. The selected candidate will: · Perform a literature review. · Execute experimental tests of Taylor bubble flow. · Post-process the data using image treatment tools. · Interpret the results. · Present and discuss the findings during meetings and write a final report.

The candidate is a student who has a good knowledge on fluid mechanics and optics. He/She is highly motivated to perform an experimental work with state-of-the-art optical instrumentation and wants to pursue a PhD after the internship by complementing the experiments with numerical simulations. Programming skills using Matlab and image treatment tools are required.
Ville : Gif-sur-Yvette
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28616 - Analyse physique de simulation d'interaction fluide-structure d'un assemblage nucléaire H/F

Wed, 27 Sep 2023 14:34:18 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Contexte La mécanique des fluides numérique, ou CFD pour Computational Fluide Dynamics, est aujourd'hui largement utilisée dans l’industrie : aéronautique, aérospatial, automobile… 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. Avec l’explosion des capacités de calculs et le développement de méthode de maillages mobiles, il est maintenant possible de réaliser des simulations CFD avec de l’interaction fluide-structure. Dans le cadre du partenariat de R&D avec EDF et Framatome, des campagnes expérimentales réalisées au CEA ont étudié la réponse d’assemblages nucléaire à des sollicitations sismiques. Pour cela des maquettes d’assemblages nucléaire à l’échelle 1:2 ont été soumis à des vibrations dans un écoulement d’eau. L’impact sur les assemblages avoisinant ont alors été mesuré. Dans l’optique de reproduire ces essais par un calcul couplé entre un code de CFD et un code de mécanique des structures, un premier calcul CFD avec vibration imposée de l’assemblage a été réalisé avec TrioCFD, le code CFD open-source du CEA. Un calcul de ce type est un premier car il a été réalisé sur un grand domaine de calcul et avec une géométrie complexe. Objectifs L’objectif de ce stage est de réaliser le dépouillement des données et analyser physiquement les résultats. Il s’agira d’extraire des simulations la répartition des forces fluides induites sur la structure, et de les corréler au champ de vitesse du fluide, sachant que ces valeurs varient dans le temps en fonction du déplacement de la structure. Ainsi, le programme de travail s’articulera comme suit : - Prise en main de la problématique et des simulations réalisés - Dépouillement des données de simulation - Analyse physique des résultats. En fonction de l’avancé du travail et des nouveaux besoins identifiés, des simulations complémentaires pourront être réalisées.

Mécanique des fluides, mécanique des structures, simulation numérique, sens physique. Une expérience avec l’environnement UNIX serait appréciée.
Ville : Gif-sur-Yvette
Langue / Niveau :
Français : Bilingue

2023-28583 - Modélisation CFD d'un réacteur haute température à caloporteur gaz H/F

Wed, 27 Sep 2023 14:17:45 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Contexte La mécanique des fluides numérique, ou CFD pour Computational Fluide Dynamics, est aujourd'hui largement utilisée dans l’industrie : aéronautique, aérospatial, automobile… 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. Dans le cadre d’un benchmark international avec l’OCDE, un groupe d’organismes (industriels, instituts de recherche et universités) incluant le CEA va modéliser une maquette à l’échelle 1:1 d’un réacteur haute température à caloporteur gaz, réalisée par Oregon State University. Parmi les différents exercices du benchmark, l’étude CFD portera sur le mélange du gaz caloporteur en sortie du cœur du réacteur (plenum inférieur). En effet, des essais ont montrés la présence de possibles hétérogénéités thermiques qui pourraient impliquer la fatigue structurelle des futurs réacteurs de ce type. Les résultats obtenus par les différents partenaires seront alors comparés et mèneront à terme à des recommandations de conceptions. Objectifs L’objectif de ce stage est d’initier ce travail de modélisation et de simulation. À partir du modèle CAO fourni par nos partenaires, le développement du modèle thermo-hydraulique du plenum inférieur sera réalisé ainsi que les premiers calculs. En fonction de l’avancement du travail de stage, l’analyse physique pourra aussi être réalisé ainsi que des calculs complémentaires déjà identifiés. Ainsi, après la prise en main des outils, le programme de travail s’articulera comme suit : - Mise en place du jeu de donnée CFD (maillage, modèles physique, sondes de post-traitement) - Étude de convergence en maillage - Réalisation des calculs - Dépouillement et analyse des résultats. Ce travail sera réalisé avec TrioCFD, le code CFD open-source du CEA. Avec la taille du maillage estimée, la simulation demandera l’utilisation des supercalculateurs du TGCC.

Mécanique des fluides, transferts thermiques, simulation numérique, sens physique. Une expérience avec l’environnement UNIX et une connaissance de l’ingénierie nucléaire seraient appréciées.
Ville : Gif-sur-Yvette
Langue / Niveau :
Français : Bilingue
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28179-S1205 - Stage - Bac+2/+3 - Mise à jour de l'Evaluation du Risque Chimique d'une Installation Individuelle - H/F

Tue, 26 Sep 2023 11:50:06 Z

Domaine : Sécurité du travail et des biens -Radioprotection
Contrat : Stage
Description du poste :
Après avoir effectué un relevé exhaustif des produits chimiques utilisés dans plusieurs bâtiments, il sera demandé : - une analyse après un échange avec les utilisateurs, de l'utilité de conservation de tous les produits chimiques, - la recherche des Fiches de Données de Sécurité des produits, - la mise à jour de l'affichage et de l'entreposage de l'existant, - l'analyse et la synthèse du risque lié à la mise en oeuvre de ces produits par l'utilisation d'un document et d'une méthodologie existante sur le centre. La méthodologie d'analyse du risque lié à l'utilisation de produits chimiques au sein d'une entreprise est un des pré-requis nécessaire à la maîtrise de l'environnement et de la connaissance du milieu de travail pour tout préventeur en charge de la rédaction du document unique. Cet exercice permet de se familliariser avec la conjonction des actions de terrain, de réalité d'utilisation, d'échanges avec les opérateurs. Il permet également de réaliser un travail d'analyse par la rédaction d'un document lié à une étude de risque et à la mise en oeuvre de barrières de protections adaptées ou d'interdiction d'utilisation. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Bonne maitrise de l'outil informatique, connaissances de la réglementation et des risques liés à l'utilisation et à l'entreposage des produits chimiques. Sens de l'écoute et autonomie. WORD EXCELL Bac+2/+3
Ville : SALIVES

2023-28569 - Stage BAC+5 Sécurité Lithium-ions H/F

Mon, 25 Sep 2023 12:49:09 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Missions : Lors de l’emballement thermique de cellules lithium-ion, les jets de gaz enflammés peuvent entrainer la propagation de l’emballement la perte d’intégrité des parois des modules ou une flamme à l’extérieur du module. La caractérisation expérimentale et la modélisation peuvent aider à comprendre, prédire et mitiger ce phénomène. L'objectif du stage est de développer et valider une méthodologie de mesure des rejets de gaz, des leur mélange et de leur combustion. On démarrera par l'étude de rejets contrôlés d'abord en gas inerte (CO2) ou réactifs, puis on abordera les gaz émis par l'emballement thermique que l'on caractérisera par caméra thermique multispectrale et par caméra rapide. Les résultats seront confrontés à des modèles analytiques et semi-analytiques. Le stage comprendra donc un volet expérimental et un volet de modélisation nécessaire à l'exploitation des mesures effectuées.

Stage pour la validation d'un BAC+5 Compétences scientifiques : Mécanique des fluides expérimentale, combustion Connaissances : Modélisation, Simulation CFD Moyens/Méthodes/Logiciels : Caméras / Matlab / Comsol #11 - Stockage électrochimique d’énergie dont les batteries pour la transition énergétique
Ville : Grenoble
Langue / Niveau :
Anglais : Courant

2023-28541 - Stage de fin d'études - Modélisation CFD d'une turbomachine H/F

Fri, 22 Sep 2023 14:30:19 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Le code CATHARE est un outil de simulation thermohydraulique diphasique à échelle système [1][2], permettant de réaliser des études de sûreté des réacteurs nucléaires en fonctionnement normal et accidentel. Dans ces circuits, les turbomachines jouent un rôle important. Un modèle unidimensionnel (1D) de pompe rotodynamique a été développé au CEA entre 2015 et 2019 dans le cadre d’une thèse [3]. Ce modèle permet de prédire les performances d’une pompe en fonctionnement normal et dans des situations anormales (off-design, écoulements diphasiques), mais également de connecter la modélisation de la pompe à l’ensemble du circuit environnant si l’on souhaite mener des simulations à l’échelle du réacteur. Ce modèle a également déjà été validé pour la modélisation d’un compresseur radial, en fluide compressible et avec les lois des gaz réels grâce au couplage de CATHARE avec la librairie REFPROP [4]. Ce compresseur est le LSCC (Low-Speed Centrifugal Compressor) de la NASA, dont la géométrie est décrite dans la référence [5]. Lors d’un précédent stage, la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ainsi que le maillage de la machine ont été réalisés à l’aide de la plateforme SALOME [6]. Dans une démarche de validation des modèles physiques implémentés, et en parallèle d’autres travaux de remontée d’échelle (3D CFD vers 1D), l’objectif de ce stage est de réaliser une étude 3D CFD monophasique du LSCC à l’aide de Code_Saturne [7]. Ensuite, une remontée d’échelle permettra d’utiliser les prédictions des codes CFD (calculs locaux 3D, maillage raffiné mais coût de calcul et d’implémentation importants) pour enrichir des modèles 1D (calculs unidimensionnels, maillage grossier mais calculs rapides et simples à mettre en œuvre). Ce processus permettra de consolider et valider les lois implémentées dans le modèle de pompe 1D. L’étude et la compréhension des phénomènes locaux pouvant apparaître dans ces compresseurs, en fluide compressible, permettront de mieux appréhender leur utilisation dans les applications décrites précédemment. Le/la futur(e) stagiaire débutera par une synthèse des différents travaux réalisés autour de cette turbomachine à gaz. Il s’agira ensuite, après une prise en main sous SALOME du maillage déjà disponible de la machine, de réaliser des calculs 3D CFD monophasiques à l’aide de Code_Saturne. Les résultats obtenus seront comparés d’une part aux données expérimentales disponibles, notamment aux courbes de performance de la machine et aux différentes mesures locales réalisées dans la roue, et d’autre part à la modélisation 1D du code CATHARE, qui fournit également des profils de pression et de vitesse à l’intérieur de la machine. Enfin, au vu des résultats, une évaluation des modèles 1D de pompe sera menée à bien et des pistes d’amélioration pourront être proposées et faire l’objet de nouveaux développements dans CATHARE. L’ensemble de ce travail pourra contribuer à la rédaction d’un article de journal scientifique.

Etudiant/étudiante en école d'ingénieur (ou en master 2). Des compétences en théorie des turbomachines et une expérience en calculs CFD seraient appréciées.
Ville : Gif-sur-Yvette

2023-28448-S1296 - Stage - Bac+5 - Mélanges turbulents induits par accélération variable : simulations et apprentissage - H

Tue, 19 Sep 2023 08:14:22 Z

Domaine : Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat : Stage
Description du poste :
Dans ce stage, au moyen de notre code massivement parallélisé STRATOSPEC, nous souhaitons explorer l'effet d'une accélération variable en temps sur une zone de mélange turbulent induite par l'instabilité de Rayleigh-Taylor (fluide lourd situé au-dessus d'un fluide léger dans un champ de gravité orienté vers le bas). L'étude, faite dans le cadre de l'approximation de Boussinesq, c'est à dire des petits contrastes de densité, analysera deux configurations fondamentales : (1) Dans le cas d'une accélération périodique, la zone de mélange se développe puis se stabilise à une valeur que nous souhaiterions déterminer en fonction des paramètres de forçage. (2) Un changement de signe de la gravité, même pendant une courte période, a un impact fort sur la dynamique globale de l'instabilité de Rayleigh-Taylor. Cet aspect demande à être mieux caractérisé, en particulier son effet sur la taille de la zone de mélange. Dans un second temps au cours de ce stage, nous souhaiterions étudier la faisabilité d'émuler les résultats de ces simulations par un réseau de neurones physiquement informé (PINNS en anglais). Ce type de réseau est contraint par les lois de conservation de la physique ce qui lui permet de garantir des bonnes propriétés des solutions. Le but sera de pouvoir restituer fidèlement et rapidement la dynamique complexe des quantités turbulentes en fonction des paramètres de contrôle de l'écoulement afin d'améliorer les fermetures des modèles de turbulence. Ce sujet pourra être poursuivi en thèse et adapté au cas plus complexe de la turbulence à forts contrastes de densité.Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Mécanique des fluides, méthodes numériques, langage de programmation (C, C++, Python), machine Learning. Python Bac+5
Ville : Bruyères-le-Châtel