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
2024-33915
Description de l'unité
Le DM2S (Département de Modélisation des Systèmes et des Structures) développe des outils de simulation pour la conception et l'évaluation de systèmes dans les disciplines de base de l'énergie, i.e. thermomécanique, thermohydraulique et neutronique, toutes filières confondues. Il s'appuie pour cela sur des essais et des plateformes logicielles, développées en interne ou en partenariat.
Le SEMT (Service d'Études Mécaniques et Thermiques), doté de 2 plateformes d'essai et d'outils de simulation qu'il développe (MANTA, EUROPLEXUS, CAST3M), est l'unité de compétence de la DES en mécanique, thermique, et interaction fluide-structure. Il participe aux projets du CEA, dont un grand nombre en coopération avec EDF, FRAMATOME, IRSN, ainsi qu'à des programmes de recherche nationaux et européens.
Au sein du SEMT, le Laboratoire d'Études de Dynamique (DYN) est en charge d'actions d'études et de recherche dans les domaines de la dynamique des structures, en interaction éventuelle avec les fluides : vibrations, vibrations sous écoulement, et dynamique rapide. Un des atouts du laboratoire est de disposer de compétences et de moyens couvrant la modélisation physique, la simulation numérique et les essais (analytiques ou de validation) sur ses installations propres (plateforme RESEDA), en lien avec les activités industrielles de ses partenaires historiques (EDF et FRAMATOME).
Description du poste
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Méthode de volumes finis pour la simulation des écoulements transitoires rapides à travers des obstacles
Sujet de stage
Évaluation de la méthode des volumes finis pour la simulation de l'interaction fluide-structure des écoulements transitoires rapides à travers des obstacles avec des modèles simplifiés 1D
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
L'accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) dans les réacteurs à eau pressurisée (REP) entraîne des phénomènes transitoires rapides, tels que la propagation d'ondes de raréfaction dans les structures internes du réacteur. Ces ondes provoquent des chargements de pression transitoires dans différentes zones, comme le cœur du réacteur et la zone de dérivation (by-pass), ce qui génère des contraintes sur le cloisonnement (baffle). La déformation de cette structure peut compromettre l'intégrité structurelle du réacteur et rendre difficile la manipulation des assemblages de combustible et/ou des barres de contrôle après l'accident.
Ce stage de 6 mois se concentre sur l'évaluation de l'utilisation de la méthode des volumes finis pour la simulation des phénomènes d'interaction fluide-structure dans des écoulements transitoires rapides, en utilisant des modèles filaires simplifiés.
Tous les calculs seront effectués avec le code de dynamique rapide EUROPLEXUS (http://www-epx.cea.fr/), copropriété du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) et du Centre de Recherche Commun de la Commission Européenne (EC/JRC), et développé conjointement au sein d’un consortium incluant le CEA (DES/ISAS/DM2S à Saclay), la communauté européenne (JRC - IPSC à Ispra) mais également EDF, l’ONERA et Framatome.
L'objectif principal de ce stage est de comparer les résultats de l'approche de type Volume Fini avec ceux obtenus précédemment avec EUROPLEXUS mais en utilisant la méthode des Éléments Finis. Cette comparaison visera à déterminer si la méthode des volumes finis est plus appropriée pour ce type de simulation.
Les performances des deux méthodes seront évaluées à travers des simulations de propagation d’ondes de raréfaction dans des géométries simples, reproduisant les expériences réalisées sur la plateforme MADMAX au cours des trois dernières années.
Les résultats numériques seront validés par comparaison avec les résultats expérimentaux susmentionnés obtenus sur MADMAX et avec les résultats de certains modèles numériques de référence plus complexes (2D axisymétrique, 3D) également obtenus avec EUROPLEXUS.
Le stage pourrait également nécessiter le développement et l'implémentation d'un nouveau modèle d'impédance dans EUROPLEXUS, en fonction des besoins spécifiques des simulations.
Le stage pourra se poursuivre par une Thèse dont l'objectif est d'améliorer la modélisation des phénomènes physiques liés à la propagation d'une onde de décompression dans le circuit primaire d'un REP suite à la rupture d'un élément de tuyauterie ainsi que sa propagation dans le cœur à travers les assemblages et dans la dérivation à l'extérieur du cloisonnement. D'autres configurations et améliorations du système expérimental seront à prévoir afin de disposer de données expérimentales qui serviront d'une part à la qualification des modèles implémentés dans le code EUROPLEXUS et d'autre part à améliorer la compréhension des phénomènes physiques.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Simulations avec EUROPLEXUS, programmation en Fortran, validation avec résultats expérimentaux
Profil du candidat
Vous préparez un Bac+5 (Diplôme École d'Ingénieurs ou équivalents) en Génie mécanique, énergétique, nucléaire
Localisation du poste
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
Saclay
Critères candidat
Diplôme préparé
Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs
Formation recommandée
Élève Master (Bac+5 – Master 2 / Diplôme École d'ingénieurs)
Possibilité de poursuite en thèse
Oui
Demandeur
Disponibilité du poste
03/02/2025
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