Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

il y a 1 semaine

MagnylesHameaux, Île-de-France Safran Temps plein

Contexte

Un moteur d'avion comprend une transmission de puissance (Accessory Gearbox, ou AGB) constituée d'engrenages. Ceux-ci entrainent en rotation des équipements (pompes, générateur électrique, ...) nécessaires au fonctionnement du moteur et de l'avion, parmi lesquels on trouve le séparateur air-huile. Dans ce dernier, des ouvertures créées dans le fût du pignon relié à l'air ambiant forcent le mélange air-huile présent dans la boite à s'écouler à travers le matériau poreux (une mousse métallique) par différentiel de pression. Le matériau poreux capture les particules d'huile qui sont centrifugées à l'extérieur de la cassette tandis que l'air, déchargé de l'huile, s'engouffre dans le fût du pignon jusqu'à l'air ambiant.
Les deux principaux critères de performance du séparateur sont la consommation d'huile, c'est-à-dire la quantité d'huile que laisse passer le séparateur, et la perte de charge. Ces deux critères sont antagonistes. Plus la densité du matériau poreux est élevée, plus le pouvoir de déshuilage est fort car plus les gouttelettes auront de chance d'être captées. Le passage de l'air en revanche sera plus difficile, augmentant la perte de charge. Un déshuileur consommant très peu d'huile tout en générant très peu de perte de charge est donc difficile à obtenir.
Les procédés de fabrication additive couche par couche permettent désormais d'obtenir des pièces à la forme très complexes. Il devient possible d'obtenir des matériaux poreux architecturés constitués de répétitions d'une cellule élémentaire d'une forme choisie : On parle alors de structures lattices, dont la densité peut être ajustée en modifiant la taille de la cellule élémentaire ou l'épaisseur de ses brins. Cependant, il existe peu de méthodes de dimensionnement des structures lattices pour les besoins du déshuileur.

Objectifs

L'objectif du stage est de définir et de mettre en œuvre une modélisation numérique d'un matériau poreux permettant d'estimer la performance d'un séparateur air-huile. Il s'agira notamment de prédire la capture de gouttelettes d'huile et la perturbation des écoulements d'air dans un domaine en rotation. Cette modélisation devra être compatible avec une utilisation dans le cadre d'une optimisation de structure par approche adjointe.

Travail proposé

Le travail proposé se décompose en plusieurs activités

Étude bibliographique concernant la modélisation des structures

Formalisation d'une modélisation sous la forme d'équations différentielles aux dérivées partielles (problème direct)

Développement d'une méthode de résolution numérique pour le solveur direct

Mise en œuvre du solveur direct et application sur un cas académique élémentaire

Dérivation des équations adjointes

Mise en œuvre du solveur adjoint et application sur un cas académique élémentaire
Le programme ci-dessus est donné à titre indicatif. Les différentes activités pourront être modulées en fonction de l'avancement du projet.

Organisation du stage

Le stage se déroulera sur le site de Safran Tech à Magny-les-Hameaux. Des réunions de travail régulières avec Grégoire Allaire (Centre de de Mathématiques Appliquées, École Polytechnique) seront organisées.

Références bibliographiques

Allaire, G., Dapogny, C., and Jouve, F Shape and topology optimization. In Handbook of numerical analysis (Vol. 22, pp Elsevier.
Allaire, G., Geoffroy-Donders, P., and Pantz, O Topology optimization of modulated and oriented periodic microstructures by the homogenization method. Computers and Mathematics with Applications, 78(7),
Conca, C On the application of the homogenization theory to a class of problems arising in fluid mechanics. Journal de Mathématiques Pures et Appliquées. Neuvième Série. 64.
Conca, C Mathematical modeling of steam-water condensation in a condenser. Lectures in Applied Mathematics. Volume 22.
Cortes, C. and Gil, A Modeling the gas and particles inside cyclone separators. Progress in Energy and Combustion Science, 33(5) :409_452, oct 2007. ISSN doi :
Seguinot, L Étude et développement d'une stratégie d'analyse des performances d'un dégazeur de turbine d'hélicoptère. Thèse de doctorat, Université Grenoble Alpes

Compétences requises

Vous êtes en cours de cursus d'école d'ingénieur ou de master avec une spécialisation en mathématiques appliquées, en mécanique, ou un domaine connexe.

Le stage mobilise des compétences en modélisation mathématique, en analyse des équations aux dérivées partielles, et en méthodes numériques.

Un goût pour la recherche serait un véritable atout pour mener à bien le stage, qui pourrait servir d'introduction à une thèse.

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 2 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe déshuileur est un composant crucial dans les systèmes de transmission de puissance des moteurs d'avion. Il est chargé de séparer l'air de l'huile en utilisant un matériau poreux. Cependant, la conception de ces matériaux est complexe et nécessite une optimisation pour améliorer les performances du déshuileur.ObjectifsL'objectif de ce...

  • Modélisation numérique d'un milieu poreux pour un déshuileur F-H

    il y a 5 jours

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    Contexte Le séparateur air-huile est un composant essentiel des moteurs d'avion, responsable de la séparation de l'air et de l'huile. Dans ce contexte, le déshuileur F-H est un système complexe qui nécessite une optimisation topologique pour améliorer ses performances. Objectifs L'objectif de ce stage est de développer une...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 3 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est responsable de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Cependant, la performance de ce séparateur est limitée par la densité du matériau poreux utilisé. Un déshuileur consommant peu d'huile tout en générant...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est responsable de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Cependant, la performance de ce séparateur est influencée par la densité du matériau poreux utilisé. Un déshuileur consommant peu d'huile tout en générant...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 3 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est responsable de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Cependant, la performance de ce séparateur est limitée par la densité du matériau poreux utilisé. Un déshuileur consommant peu d'huile tout en générant...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 semaine

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est chargé de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Pour améliorer ses performances, il est nécessaire de développer une modélisation numérique capable de prédire la capture de gouttelettes d'huile et la...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 semaine

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est chargé de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Pour améliorer ses performances, il est nécessaire de développer une modélisation numérique capable de prédire la capture de gouttelettes d'huile et la...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 4 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est chargé de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. Pour améliorer la performance de ce séparateur, il est nécessaire de développer une modélisation numérique capable d'estimer la capture de gouttelettes d'huile...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 4 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel du moteur d'avion, responsable de la séparation de l'air et de l'huile. La performance de ce composant est cruciale pour l'efficacité globale du moteur. Cependant, la conception de ce composant est complexe et nécessite une approche multidisciplinaire.ObjectifsL'objectif de ce stage est de...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 2 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est chargé de séparer l'air et l'huile présents dans la boîte à s'écouler à travers un matériau poreux. La performance du séparateur est cruciale pour le fonctionnement du moteur et de l'avion.ObjectifsL'objectif du stage est de...

  • Modélisation numérique de structures poreuses pour l'optimisation d'un séparateur air-huile

    il y a 3 jours

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    Contexte Le déshuileur est un composant essentiel des moteurs d'avion, permettant de séparer l'air et l'huile. Cependant, la conception actuelle de ce composant présente des limites en termes de consommation d'huile et de perte de charge. Pour relever ce défi, nous recherchons un stagiaire en mathématiques appliquées ou en mécanique pour...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel de la transmission de puissance d'un moteur d'avion. Il est responsable de capturer les particules d'huile présentes dans l'air ambiant. La performance du séparateur est cruciale pour le fonctionnement fiable du moteur et de l'avion.ObjectifsL'objectif du stage est de développer une modélisation...

  • Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel du moteur d'avion. Il est responsable de la séparation de l'air et de l'huile présentes dans la transmission de puissance. La performance du séparateur est cruciale pour le fonctionnement du moteur et de l'avion.ObjectifsL'objectif du stage est de développer une modélisation numérique pour...

  • Stage Modélisation et simulation d'un milieu poreux pour l'optimisation topologique d'un déshuileur F-H

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLe séparateur air-huile est un composant essentiel du moteur d'avion. Il est responsable de la séparation de l'air et de l'huile. La performance de ce composant est cruciale pour le fonctionnement du moteur et de l'avion. La modélisation numérique de ce composant est donc essentielle pour l'estimation de sa performance.ObjectifsL'objectif de ce...

  • Modélisation de comportement thermomécanique de noyaux de fonderie

    il y a 4 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    Job DescriptionL'objectif principal de ce stage est de développer une approche de modélisation des lois de comportement thermomécaniques des noyaux céramiques d'aubes de turbine refroidies au cours du cycle thermique de cuisson déliantage et frittage. Les noyaux en question sont issus d'un procédure d'injection de poudres ou de...

  • Modélisation thermomécanique de noyaux céramiques d'aubes de turbine

    il y a 2 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    MissionLe/la stagiaire rejoindra l'équipe simulation des procédés de la plateforme Aubes de Turbine Avancées (PFX – Safran Tech) pour mettre en place une approche de modélisation des lois de comportements thermomécaniques des noyaux céramiques d'aubes de turbine refroidies au cours du cycle thermique de cuisson déliantage et...

  • Modélisation de comportement thermomécanique de noyaux de fonderie

    il y a 4 semaines

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    MissionLe/la stagiaire rejoindra l'équipe simulation des procédés de la plateforme Aubes de Turbine Avancées (PFX – Safran Tech) pour mettre en place une approche de modélisation des lois de comportements thermomécaniques des noyaux céramiques d'aubes de turbine refroidies au cours du cycle thermique de cuisson déliantage et...

  • Modélisation de comportement thermomécanique de noyaux de fonderie

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    MissionLe/la stagiaire rejoindra l'équipe simulation des procédés de la plateforme Aubes de Turbine Avancées (PFX – Safran Tech) pour mettre en place une approche de modélisation des lois de comportements thermomécaniques des noyaux céramiques d'aubes de turbine refroidies au cours du cycle thermique de cuisson déliantage et...

  • Ingénieur de Recherche en Machines Electriques

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    Mission et ObjectifsLe poste d'Ingénieur de Recherche en Machines Electriques est un poste clé au sein du pôle de recherche de Safran Tech. La mission consiste à développer la thématique et une expertise concernant les machines électriques dans le domaine aéronautique, en particulier les machines électriques de forte puissance.Compétences et...

  • Ingénieur en mécanique électrique

    il y a 1 mois

    Magny-les-Hameaux, Île-de-France Safran Temps plein

    ContexteLa recherche de solutions pour réduire le coût de l'énergie, la pollution et le réchauffement climatique a conduit à l'exploration de machines électriques à plus haut rendement. Les Machines Synchrones à Aimants Permanents (MSAP) sont une solution populaire, mais les coûts élevés des aimants de type « terres rares » et la...