Réévaluation des modèles d'interaction fluide-structure pour les écoulements diphasiques transverses H/F
il y a 3 jours
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 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
Description de l'unité
Le laboratoire d'études de DYNamique (DYN) est rattaché au CEA de Saclay au sein de la Direction des Énergies. Il est spécialisé dans l'étude des interactions fluide-structure et dans la dynamique rapide et vibratoire. Il interagit fortement avec les industriels de l'énergie pour faire le pont entre recherche et applications.
Domaine
Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Réévaluation des modèles d'interaction fluide-structure pour les écoulements diphasiques transverses H/F
Sujet de stage
Les échangeurs de chaleur à tubes sont essentiels pour de nombreuses applications industrielles (ex. générateurs de vapeur pour la production d'électricité). Ceux-ci sont composés d'un faisceau de tubes immergé dans un fluide caloporteur. En fonctionnement, les interactions fluide-structure entraînent des vibrations, qui peuvent provoquer la fatigue des matériaux, l'usure par frottement et, finalement, la rupture du composant. La compréhension du couplage est donc cruciale pour la sécurité et la performance de ces composants.
Durée du contrat (en mois)
4-6
Description de l'offre
En condition monophasique, la littérature a identifié que l'instabilité fluide-élastique est le phénomène le plus critique pour l'intégrité de la structure et que ce phénomène est piloté par le nombre de Scruton, qui compare l'amortissement du système à la masse du fluide. Mais l'utilisation de ce modèle pour les écoulements diphasiques, qui concernent pourtant de nombreuses applications industrielles, s'est avérée problématique. En particulier, il est difficile de déterminer les propriétés du mélange diphasique (densité, viscosité, vitesse) en fonctionnement. Historiquement, ces quantités sont estimées en utilisant le modèle dit de mélange homogène, qui suppose que les deux phases se déplacent à la même vitesse. Mais ce modèle est très souvent pris en défaut, la différence de vitesse entre les deux phases pouvant être extrêmement importante. En s'appuyant sur ses moyens expérimentaux propres et en exploitant les données disponibles dans la littérature, le laboratoire DYN a récemment développé un nouveau modèle de mélange diphasique permettant d'estimer avec précision la différence de vitesse entre les phases.
Ce stage propose de s'appuyer sur cette nouvelle formulation pour contribuer à une réévaluation des modèles d'interaction fluide-structure en écoulement diphasique. En se reposant sur les données de la littérature et les moyens d'essai du laboratoire, le stagiaire proposera une estimation affinée des paramètres qui pilotent l'instabilité fluide-élastique : l'amortissement du système couplé et la vitesse du mélange. En considérant que les études expérimentales sont très fréquemment conduites à échelle réduite et en utilisant un mélange diphasique non représentatif des conditions d'opération, il sera crucial d'identifier les nombres sans dimension pertinents. Les résultats les plus significatifs seront à terme intégrés dans les outils de calcul et de prédiction du laboratoire, utilisés notamment dans l'industrie nucléaire, et contribueront ainsi à la maîtrise et à la sécurité des systèmes industriels.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Python
Profil du candidat
Étudiant préparant un Master 1, Master 2 ou un diplôme d'ingénieur - Spécialité mécanique des fluides, physique des fluides ou thermohydraulique
Intérêt pour la recherche expérimentale
Intérêt pour la programmation et les outils de machine-learning
Début de stage souhaité février-mars 2026
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
Saclay
Langues
Anglais (Courant)
Diplôme préparé
Bac+5 - Master 2
Disponibilité du poste
02/02/2026
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Stage Simulations HPC d'écoulements diphasiques par LBM H/F
il y a 3 jours
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Saclay, Île-de-France CEA Temps pleinDans ce cadre, ce stage propose de reconsidérer les modèles classiques d'interactions fluide-structure afin de les adapter à un calcul multi-tubes décrit par éléments finis. En partant du modèle pour le tube seul, le stagiaire proposera une formulation cohérente des efforts de couplage pour de multiples tubes. En raison de la simplicité de sa...
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