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
2023-25417
Description de l'unité
Le DM2S développe des outils de simulation pour la conception et l'évaluation de systèmes dans les disciplines de base du nucléaire, i.e. thermohydraulique, thermomécanique et neutronique, toutes filières confondues. Il s'appuie pour cela sur des essais et des plateformes logicielles, développées en interne ou en partenariat.
Il les met en œuvre dans le cadre d'études, notamment dans les domaines de la physique des réacteurs, de la tenue mécanique et de l'intégrité des structures des installations nucléaires sous sollicitations et de la conception de systèmes de nouvelle génération.
Au sein du DM2S, le Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides :
• conçoit, développe et qualifie les logiciels de simulation de la thermohydraulique et de la mécanique des fluides pour les réacteurs et installations nucléaires aux différentes échelles ;
• 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.
Le Laboratoire de Modélisation et Simulation en mécanique des Fluides (LMSF) met au point des modélisations physiques et des applications logicielles nécessaires pour la simulation à l'échelle locale de la mécanique des fluides. Il contribue notamment au développement des codes TrioCFD et Neptune-CFD
Description du poste
Domaine
Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat
Post-doctorat
Intitulé de l'offre
Simulation de l'interaction fluide-structure pour les problématiques de vibrations sous écoulement H/F
Sujet de stage
Le LMSF propose un post-doc dans le cadre du projet européen 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.
Durée du contrat (en mois)
18
Description de l'offre
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.
Moyens / Méthodes / Logiciels
TrioCFD
Profil du candidat
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.
Localisation du poste
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
Saclay
Critères candidat
Langues
- Anglais (Courant)
- Français (Intermédiaire)
Demandeur
Disponibilité du poste
03/07/2023
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