POST-DOC : MODÉLISATION CFD DES SÉPARATEURS DE VAPEUR DES ENGINS À PROPULSION NUCLÉAIRE H/F
Detail de l'annonce :
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.