Modélisation numérique de la turbulence diphasique dans le modèle multi-régimes de neptune cfd

EDF est un acteur majeur du secteur de l’énergie, engagé dans l’exploitation d’installations nucléaires et d’ouvrages hydroélectriques. Dans le cadre de ses activités de R&D, EDF développe des méthodes et des outils numériques permettant d’améliorer la compréhension, la simulation et la sûreté des systèmes énergétiques. Au sein du département MFEE (Mécanique des Fluides, Energétique et Environnement), les équipes développent notamment neptune_cfd, un solveur de code_saturne dédié à la simulation numérique fluide (CFD) des écoulements multiphasiques complexes. Basé sur la méthode des volumes finis, il constitue un outil de référence pour l’étude de phénomènes multiphasiques rencontrés dans les systèmes énergétiques.
La modélisation des écoulements multiphasiques repose sur la compréhension de phénomènes plus fondamentaux, la turbulence et l’interaction entre les phases en sont deux exemples. Ces phénomènes peuvent initialement être considérés comme indépendants, cependant, lorsque les écoulements se complexifient (écoulements mixtes présentant des zones de grandes interfaces et de bulles dispersées) il est commun qu’ils interagissent les uns avec les autres. L’interaction entre les phases et la turbulence dépend par exemple du régime multiphasique dans lequel les phases se trouvent. Lorsque ce régime change, il est naturel de se demander comment ces sous-modèles évoluent. Lors de la transition continu/dispersé/continu, neptune_cfd prend en compte le passage d’un modèle à l’autre pour le transfert de quantité de mouvement moyenne. Pour la transition des modèles de turbulences, cela n’est pas encore pris en compte. Le but du stage sera donc de proposer une modélisation physique pour assurer une transition des modèles de turbulence consistante avec les modèles des différents sous-régimes et pouvant simuler correctement la transition d’un régime à l’autre.

Pour atteindre cet objectif, le programme de travail proposé est le suivant :
1. Prise en main de neptune_cfd, des modèles multirégimes (GLIM) et de turbulence RANS du code à travers la mise en place d’un cas test à identifier pour mettre en exergue les limitations des modèles actuels. Le candidat participera au choix du cas test en effectuant une étude bibliographique dédiée.
2. Mettre en place une correction du modèle de turbulence diphasique et la tester sur le cas test initial. Poursuivre l’étude du modèle en le testant sur des cas de la base de validation de neptune_cfd.
3. Rédaction du mémoire

Ce stage s’adresse avant tout aux étudiants à la recherche d’un projet de fin d’étude orienté mécanique des fluides, régimes multiphasiques et turbulence, doté d’un bon sens physique et désireux de travailler dans une unité de R&D pour le secteur de l’énergie. Le candidat devra être à l’aise avec l’environnement unix, C++, et la modélisation CFD. 

Profil recherché

• Modélisation des écoulements multiphasiques
• Modélisation de la turbulence RANS
• Langage de programmation (C, C++)
• Autonomie, rigueur et capacité à travailler en équipe

Ce stage s’adresse avant tout aux étudiants à la recherche d’un projet de fin d’étude orienté mécanique des fluides, régimes multiphasiques et turbulence, doté d’un bon sens physique et désireux de travailler dans une unité de R&D pour le secteur de l’énergie.