POST-DOC : MODÉLISATION CFD DES SÉPARATEURS DE VAPEUR DES ENGINS À PROPULSION NUCLÉAIRE H/F

Description du poste DOMAINE Thermohydraulique et mécanique des fluides CONTRAT Post-doctorat INTITULÉ DE L'OFFRE POST-DOC : Modélisation CFD des séparateurs de vapeur des engins à propulsion nucléaire H/F SUJET DE STAGE Dans le cadre de la diversification de ses activités dans le secteur de l'énergie, le LMSF propose un CDD de 24 mois (POST-DOC) en collaboration avec la société NAVAL GROUP, l'un des leaders mondiaux de la propulsion nucléaire. NAVAL GROUP - Indret est spécialisé dans la conception et l'industrialisation des systèmes de propulsion de navires (sous-marin ou bâtiment de surface). Le cycle thermique associé à une propulsion nucléaire type REP requiert différents équipements principaux tel que la cuve, le pressuriser, le générateur de vapeur, la turbine et le condenseur. Dans le cadre de ce poste, les travaux se concentrent sur le générateur de vapeur et plus particulièrement sur les séparateurs qui ont pour mission d'assécher la vapeur envoyée vers la turbine en forçant la séparation des gouttelettes d'eau en suspension. SUJET A POURVOIR TRES RAPIDEMENT DURÉE DU CONTRAT (EN MOIS) 24 DESCRIPTION DE L'OFFRE Le candidat aura pour objectif d’obtenir un modèle prédictif par une simulation moyennée des écoulements diphasiques en rotation et dans un second temps de pouvoir améliorer ce design en vue d’accroître l’efficacité de l’étage séparateurs. Pour ce faire, une extension des capacités du code Open Source TrioCFD, développé au CEA sera réalisée par la définition et l’implémentation d’un modèle moyenné diphasique avec déséquilibre cinématique. Les résultats de simulation obtenus avec ce nouveau modèle seront comparés aux résultats expérimentaux issus de la littérature et une base de validation de ces phénomènes mise en place. Pour cela, le travail débutera en complétant l’analyse bibliographique initiée par Naval Group en recherchant les expériences disponibles impliquant des écoulements diphasiques dispersés en rotation ainsi que les modèles développés ou les nombres sans dimension pertinents pour ce problème. Ensuite, le candidat devra mettre en place une validation progressive, en parallèle des développements nécessaires avec le soutien de l’équipe de développement de TRUST/TrioCFD. Afin de prendre en main le code et commencer la validation, le candidat étudiera l’impact des modèles de turbulence sur les écoulements secondaires en monophasique, en sortie d’un serpentin. Ce travail doit permettre d’appuyer les choix de modèles de turbulence qui sont capitaux pour la prédiction des écoulements diphasiques. Ensuite, pour le passage au diphasique, le candidat montrera les limitations du modèle homogène (équilibre local des vitesses) qui ne permet pas (intrinsèquement) d’avoir de séparation de phases. Pour relâcher cette contrainte, un modèle algébrique d’écart de vitesse sera implémenté (des exemples de relation de fermeture pour les modèles homogénéisés pour la simulation des générateurs de vapeur existent, et une approche locale adaptée à la CFD a récemment été initiée). En s’inspirant de ces exemples, le travail nécessitera la mise en place d’une relation algébrique pour modéliser la vitesse relative adaptée aux conditions étudiées (propriétés des fluides, mais aussi écoulements en rotation). Les modèles proposés devront être validés sur des données expérimentales eau-air (ou autre) à pression atmosphérique, puis leur comportement pourra être étudié dans des conditions hautes pression d’intérêt industriel. Pour ces applications, on se limite aux écoulements adiabatiques, en supposant l’impact de la vaporisation des gouttes négligeable. Ces travaux devraient donner lieu à des publications car à la fois l’approche locale par un modèle de dérive et l’application aux écoulements en forte rotation sont très peu étudiés dans la littérature. MOYENS / MÉTHODES / LOGICIELS TrioCFD - https://triocfd.cea.fr/ PROFIL DU CANDIDAT Le candidat devra être titulaire d'un Doctorat en mécanique des fluides obtenus entre 2019 et 2021. Les compétences scientifiques et techniques attendues sont les suivantes : * Thermohydraulique diphasique, mécanique des fluides * Utilisation de code de calculs scientifiques * Programmation : C++, Python Le candidat devra également faire preuve de créativité, d'esprit d'analyse et apprécier le travail dans une équipe jeune et dynamique. Localisation du poste SITE Saclay LOCALISATION DU POSTE France, Ile-de-France, Essonne (91) VILLE SACLAY Critères candidat LANGUES * Français (Bilingue) * Anglais (Intermédiaire) DIPLÔME PRÉPARÉ Sans diplôme FORMATION RECOMMANDÉE Bac+8 – Doctorat en mécanique des fluides POSSIBILITÉ DE POURSUITE EN THÈSE Non Demandeur DISPONIBILITÉ DU POSTE 01/02/2022 Informations générales ENTITÉ DE RATTACHEMENT Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche. Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions : . la défense et la sécurité . l'énergie nucléaire (fission et fusion) . la recherche technologique pour l'industrie . la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie). Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels. RÉFÉRENCE 2022-19777 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. Au sein du DM2S, le Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides (STMF-115 personnes) : * 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, 20 collaborateurs en CDI) met au point des modélisations physiques et des applications logicielles nécessaires pour la simulation à l'échelle locale de la mécanique des fluides, tant pour les besoins concernant les réacteurs nucléaires que pour les procédés de l'amont ou de l'aval du cycle du combustible. Il contribue notamment au développement des codes TrioCFD et Neptune-CFD.