Modèles numériques du couplage fluide-structure pour les vibrations non-linéaires d'un faisceau[...]

CEA; Saclay; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Un centre de recherche majeur situé à Saclay recherche un stagiaire en mécanique numérique pour aider à améliorer les modèles d’interactions fluide-structure. Le candidat idéal est un étudiant préparant un Master ou un diplôme d'ingénieur avec de bonnes compétences en programmation C++ et Python. Ce stage offre l'opportunité de travailler sur des simulations dynamiques, avec un début souhaité en février-mars 2026.

Qualifications

• Étudiant(e) préparant un diplôme pertinent en mécanique numérique.
• Bonne compétence en programmation avec C++ et Python.

Responsabilités

• Reconsidérer les modèles d’interactions fluide-structure.
• Proposer une formulation des efforts de couplage pour des tubes multiples.
• Confronter les résultats de simulation avec les résultats expérimentaux.

Connaissances

Programmation en C++

Programmation en Python

Formation

Master ou diplôme d'ingénieur - Spécialité mécanique numérique

Description du poste

Modèles numériques du couplage fluide-structure pour les vibrations non-linéaires d'un faisceau de tubes

Description du poste

Mécanique et thermique

Intitulé de l'offre

Modèles numériques du couplage fluide-structure pour les vibrations non-linéaires d'un faisceau de tubes

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 supporté par des appuis et immergé dans un fluide caloporteur. En fonctionnement, les interactions fluide-structure entraînent des vibrations et des chocs avec les appuis, qui peuvent engendrer des dégradations par fatigue et/ou une usure précoce des composants. Les simulations actuelles reposent sur des hypothèses fortement simplificatrices : description sur base modale d'un tube seul, contacts frottants régularisés et modélisation phénoménologique (identifiée expérimentalement) des interactions fluide-structure. La thèse de Diane Gaillard (CEA-Framatome) vise à améliorer ces calculs dynamiques non-linéaires, notamment par une meilleure prise en compte du contact adhérent par multiplicateur de Lagrange et par la capacité à simuler un faisceau complet (5000 tubes en interaction).

Description de l'offre

Dans 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 formulation, le modèle de Connors est le premier modèle envisagé. Des modèles plus complexes (Granger-Païdoussis par exemple) pourront ensuite être traités. Les résultats de simulation seront confrontés aux résultats expérimentaux existants. Les développements 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.

Profil du candidat

Étudiant préparant un Master ou un diplôme d'ingénieur - Spécialité mécanique numérique

Bonne compétence en programmation (C++, Python)

Début de stage souhaité février-mars 2026

Formation recommandée

Mécanique numérique

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.

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Référence

2025-38125

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.