Adaptation dynamique de maillage en CFD avec code saturne

La simulation numérique en mécanique des fluides, ou CFD, est aujourd’hui largement utilisée pour étudier les écoulements rencontrés dans les installations industrielles d’EDF. La précision d’une simulation CFD dépend fortement de la résolution du maillage utilisé. L’adaptation dynamique de maillage, ou Adaptive Mesh Refinement (AMR), permet de modifier automatiquement la résolution du maillage au cours d’une simulation.
Le maillage est raffiné dans les zones nécessitant une résolution plus élevée et peut être déraffiné dans les régions où une description moins détaillée est suffisante. Cette méthode vise ainsi à améliorer le compromis entre la précision des résultats et le coût numérique des simulations. Cette fonctionnalité a récemment été introduite dans le logiciel CFD open source code_saturne, développé par EDF. Dans l’objectif d’une utilisation plus extensive, il est nécessaire d’étudier le comportement des critères de raffinement et de déraffinement pour différentes applications du groupe (thermo-hydraulique, aéraulique, combustion).
Une attention particulière doit également être portée sur la conservation des grandeurs physiques lors des adaptations successives du maillage, ainsi que l’influence de l’AMR sur la précision, la robustesse et les performances des calculs. Le stage proposé a ainsi pour objectif d’évaluer cette nouvelle fonctionnalité sur des cas existants de validation dans la littérature.
Dans un souci de rigueur, le travail s’appuiera dans un premier temps sur des cas simples de vérification et de validation. Dans un second temps, l’approche sera appliquée à un cas de démonstration représentatif d’un scénario de ventilation et de dispersion dans un banc d’essais présent dans le site d’EDF R&D à Chatou. La configuration étudiée comprendra une source thermique, un système de renouvellement d’air ainsi qu’une source de traceur gazeux léger ou lourd. Les résultats numériques obtenus avec l’AMR seront comparés aux données expérimentales disponibles et avec un calcul sans la nouvelle fonctionnalité.

Objectifs du stage :
— prise en main du logiciel code_saturne et de sa nouvelle fonctionnalité d’AMR;
— identification et l’analyse des différents paramètres de l’AMR, notamment les critères de raffinement et de déraffinement, les niveaux de raffinement et la fréquence d’adaptation du maillage ;
— test de la fonctionnalité sur des cas de vérification et de validation ;
— évaluation de la conservation des grandeurs physiques lors des opérations successives de raffinement et de déraffinement ;
— étude de la sensibilité des résultats aux différents paramètres de l’AMR ;
— mise en place d’un cas à échelle industrielle et évaluation de l’AMR dessus.

Tuteur / Maître de stage:
Léo DEPERNE, Antoine MORENTE, Hector GALANTE AMINO

Profil recherché

Élève ingénieur ou étudiant en Master II ayant une formation en mécanique des fluides, énergétique, méthodes numériques ou calcul scientifique. Une première expérience en CFD serait
appréciée.

Compétences : Mécanique des fluides, transferts thermiques, méthodes numériques, programmation, CFD et calcul scientifique.

Stage de fin d’études d’ingénieur ou équivalent Master II, d’une durée de 6 mois, à partir de février ou mars 2027.