Poste de doctorat en dynamique des fluides computationnelle. Simulation de flux industriels à grande échelle hautement compressibles à l’aide des méthodes Lattice-Boltzmann et Immersed Boundary – Marseille , France

PROFIL CHERCHEUR :  PhD / R1 : Chercheur premier cycle                 
DOMAINE(S) DE RECHERCHE1 : Ingénierie. Informatique
SOUS-DOMAINE OU DISCIPLINES DE RECHERCHE PRINCIPAL1 :  Mécanique des fluides

DESCRIPTION DU TRAVAIL/OFFRE 

Un poste de doctorat est ouvert au laboratoire M2P2 (Aix-Marseille Univ, CNRS, Ecole Centrale) à Marseille France. Il fait partie de la chaire industrielle LIBERTY (Lattice-Boltzmann Extended Research on Turbomachiners and hYdrogen) récemment accordée par l’Agence nationale de la recherche française (ANR) et trois sociétés industrielles mondiales AIRBUS, SAFRAN et Fives-Pillard pour traiter du développement de systèmes de haute technologie. simulations fidèles de la méthode Lattice Boltzmann (LBM) d’écoulements multi-espèces et multi-physiques dans des applications industrielles réalistes telles que l’aérodynamique, l’aéroacoustique, les écoulements aérothermiques et réactifs.

Les simulations de dynamique des fluides jouent désormais un rôle crucial dans l’industrie de l’énergie et des transports, avec l’ambition de prédire avec précision les quantités d’intérêt technique pour les écoulements turbulents se développant à l’intérieur ou au-dessus d’objets réels à grande échelle. La clé du succès réside dans le développement de simulations haute fidélité basées sur des méthodes et des algorithmes de discrétisation précis et efficaces fonctionnant dans le cadre HPC. Ceci est requis par les plusieurs millions de degrés de liberté induits par la très large gamme d’échelles spatio-temporelles ainsi que par la géométrie complexe à discrétiser.

Les propriétés intrinsèques de la méthode Lattice Boltzman couplée à la méthode des frontières immergées présentent un grand potentiel pour prédire des écoulements complexes dans des conditions réalistes. Ceci est déjà démontré par les simulations réussies réalisées par l’équipe M2P2 pour des configurations industrielles grandeur nature. Cependant, certains problèmes clés ont été clairement identifiés pour améliorer la fiabilité et la précision de telles simulations avec le LBM et la méthode des limites immergées, en particulier pour les écoulements avec des effets de compressibilité qui peuvent être induits à la fois par de fortes variations de température ou de pression. Les turbulences, les écoulements en paroi le long de géométries complexes (non alignées sur la grille), ainsi que la présence de fortes pentes, de discontinuités d’écoulement ou encore de chocs soulèvent plusieurs problématiques de modélisation numérique et physique qui seront abordées dans ce projet de thèse.

Dans ce contexte, ce doctorat de trois ans se concentrera sur la modélisation des parois solides et de la couche limite turbulente, question clé pour prédire avec précision les forces aérodynamiques et le transfert de chaleur. Le doctorat visera à développer des conditions aux limites améliorées sur des murs solides avec une précision physique et une stabilité numérique accrues. Si un schéma efficace de conservation de masse a été récemment proposé par l’équipe pour les écoulements isothermes (Xu et al. PoF 2022), des travaux supplémentaires sont nécessaires pour les écoulements compressibles, notamment lorsque des discontinuités sont présentes à proximité de la paroi (par exemple choc ou flamme attachés).

Une partie du travail sera également consacrée à la prévision des flux thermiques et à une estimation précise de la distribution des nombres de Nusselt, traitant à la fois de la modélisation des flux thermiques turbulents et des améliorations numériques permettant d’amortir les ondulations parasites sur les quantités de fluide le long de géométries complexes non-turbulentes. aligné avec le maillage. 

En raison de la forte instabilité attendue dans les applications cibles du projet, le cadre de modélisation de la turbulence sera basé sur la simulation aux grandes échelles (WMLES) et la stratégie de mélange RANS/LES basée sur une approche simplifiée des contraintes de Reynolds contraintes avec des fonctions de paroi sera étendue à écoulements compressibles avec contrainte de flux thermique turbulent.

TYPE DE CONTRAT :  TEMPORAIRE / STATUT DE L’EMPLOI :  TEMPS PLEIN / HEURES PAR SEMAINE  35 DATE
LIMITE DE CANDIDATURE :  31/03/2024 00:00
DATE DE DEBUT ENVISAGEE :  1er mai 2024
DURÉE ENVISAGÉE : 36 mois EMPLOI NON FINANCÉ PAR UN PROGRAMME-CADRE DE RECHERCHE
DE L’UE LIEU DE TRAVAIL
(S) :  Laboratoire M2P2, Aix-Marseille Université, CNRS, École Centrale Méditerranée, Marseille France

CE QUE NOUS OFFRONS: 

• Salaire ~ 42keuros/an. Collaborations avec trois industriels mondiaux AIRBUS, SAFRAN et Fives-Pillard
• Informations complémentaires : Le Centre Euraxess d’Aix-Marseille Université informe les professeurs, chercheurs, postdoctorants et doctorants étrangers invités sur les démarches administratives à entreprendre avant leur arrivée à AMU et les différentes formalités pratiques à accomplir une fois en France : visas et conditions d’entrée. , assurances, aide à la recherche d’un logement, accompagnement à l’ouverture d’un compte bancaire, etc. Plus d’informations sur  le portail AMU EURAXESS

QUALIFICATIONS, DOMAINES DE RECHERCHE REQUIS, NIVEAU DE FORMATION REQUIS, COMPÉTENCES PROFESSIONNELLES, AUTRES EXIGENCES DE RECHERCHE (années d’expérience en recherche). 
Le candidat aura une solide expérience en dynamique des fluides computationnelle et en mécanique des fluides. Les développements numériques requis dans le doctorat impliqueront des compétences de travail en équipe pour interagir fréquemment avec d’autres étudiants travaillant sur le même code numérique, des ingénieurs logiciels, des industriels associés et des superviseurs. 

Compétences générales :  Anglais requis. Travail en équipe 

DOCUMENTS DE CANDIDATURE DEMANDÉS, CRITÈRES D’ÉLIGIBILITÉ, PROCESSUS DE SÉLECTION
Master ou équivalent

COMMENT POSTULER
E-mail : eric.serre@univ-amu.fr
Site Internet :  https://www.m2p2.fr/annuaire-304/