Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2023-27639
Description de l'unité
L'Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (IRESNE) est un des trois instituts de la Direction des énergies du CEA. L'IRESNE conduit des études sur les systèmes de production énergétique décarbonée utilisant ou valorisant l'énergie produite par les technologies nucléaires : Réacteurs à eau du parc électrogène actuel, réacteurs du futur de tous types, à spectres thermique ou rapide. Il intervient également en soutien aux réacteurs de propulsion nucléaire et expérimentaux. Le Département de Technologie Nucléaire (DTN) est organisé en deux services : Le Service Mesures et modélisation des Transferts et des Accidents graves (SMTA) et le Service de Technologie des Composants et des Procédés. Au sein du SMTA, les activités du Laboratoire de Modélisation des Accidents Graves (LMAG) portent sur la modélisation et la simulation numérique des phénomènes physiques mis en jeu lord d'un accident grave d'un réacteur nucléaire. Ses travaux portent sur les réacteurs industriels en service (à eau), civils ou de défense mais aussi sur les réacteurs de 3ème ou 4ème génération à spectre rapide et à caloporteur sodium.
Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
Post-doctorat
Intitulé de l'offre
Post doc - Implémentation et étude de modèles multiphases compressibles et de schémas numériques H/F
Sujet de stage
Implémentation et étude des modèles et schémas numériques pour les écoulements multiphases compressibles de complexité croissante dans un code de calcul C++.
Durée du contrat (en mois)
12
Description de l'offre
Contexte :
Dans les études d’accidents graves, une partie de l’évènement consiste en un jet de corium (mélange de combustible et éléments structurels du cœur fondus) interagissant avec le fluide caloporteur du réacteur. On appelle cela FCI pour Fuel Coolant Interaction. L’interaction induit une fragmentation plus ou moins intense du corium menant potentiellement à une explosion de vapeur. Le LMAG (Laboratoire de Modélisation des Accidents Graves du CEA Cadarache) étudie cet évènement et développe un code de calcul C++ dédié à sa simulation : le code SCONE.
Les développements en cours étant dans une certaine mesure indépendants du modèle multiphasique de base implémenté, des recherches et développements sont nécessaire pour étudier des alternatives à ce choix.
Au niveau logiciel, le code SCONE est basé sur la plateforme numérique TRUST (https://cea-trust-platform.github.io) développé au DM2S (Département de Modélisation des Systèmes et Structures du CEA Saclay).
Le post doc sera encadré et basé au LMAG à Cadarache avec un co-encadrement par un ingénieur-chercheur du LCAN (Laboratoire de Calcul intensif et d’Analyse Numérique).
Détails du sujet :
Il existe une multitude de modèles multiphases compressibles qui se différencient principalement par le degrés d’approximation des interactions entre les phases. Le modèle multiphase actuel dans SCONE-TRUST se réduit à un modèle en équilibre de pression à 6 équations lorsque deux phases sont considérées. La résolution est basée sur un schéma sur grille décalée. Pour des simulations de sous phénomènes du FCI, un modèle plus simple peut suffire. A l’inverse, la simulation globale nécessite la modélisation des déséquilibres entre phase. Niveau numérique, la considération de modèles hyperboliques ouvre la porte à des schémas type Godunov.
Le déroulement du post-doc peut être découpé en 4 parties :
- Prise en main de la plateforme TRUST à partir du code SCONE sur des cas tests multiphasiques. En parallèle de cela, un parcours bibliographique de plusieurs modèles multiphases compressibles ainsi que des méthodes de résolutions sera à effectuer.
- Mise en place d’une discrétisation colocalisée de type Godunov dans SCONE-TRUST et son application à un modèle simple existant dans le code.
- Développer dans le code les modèles sélectionnés par complexité croissante. La finalité est un modèle en déséquilibre total ([Baer & Nunziato, 1986, Int J Multiphase Flow]). Les méthodes numériques seront basées sur la discrétisation colocalisée implémentée précédemment. Des alternatives de type schémas décalés pourront aussi être considérés suivant l’avancement des travaux.
- Validation et à l’automatisation de celle-ci (cas tests de non-régression). Cette dernière étape pourra être précédée de l’extension d’un modèle à N phases suivant l’avancement des tâches majeures.
Moyens / Méthodes / Logiciels
SCONE-TRUST
Profil du candidat
Doctorat en Calcul Scientifique ou équivalent.
Le candidat devra avoir un très bon niveau en développement dans le langage C++ avec une expérience significative de programmation dans ce langage.
Des connaissances en mécanique des fluides multiphasiques compressibles et méthodes numériques seraient un atout.
Localisation du poste
Site
Cadarache
Localisation du poste
France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)
Ville
Saint-Paul-lez-Durance
Demandeur
Disponibilité du poste
04/09/2023
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