Réévaluation des Modèles d'Interaction Fluide-Structure pour les Écoulements Diphasiques Transv[...]

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

Résumé du poste

Une organisation de recherche innovante à Saclay propose un stage en thermohydraulique pour étudier les modèles d'interaction fluide-structure. Le candidat idéal est un étudiant préparant un Master ou un diplôme d'ingénieur en mécanique des fluides ou en physique des fluides. Ce stage offre une contribution à des recherches clés applicables dans l'industrie nucléaire.

Qualifications

• Étudiant préparant un Master ou diplôme d'ingénieur.
• Intérêt pour la recherche expérimentale.
• Début de stage souhaité février-mars 2026.

Responsabilités

• Contribuer à une réévaluation des modèles d’interaction fluide-structure.
• Estimer les paramètres pilotant l’instabilité fluide-élastique.
• Identifier les nombres sans dimension pertinents pour les études expérimentales.

Connaissances

Recherche expérimentale

Programmation

Machine-learning

Formation

Master ou diplôme d'ingénieur - Spécialité mécanique des fluides, physique des fluides ou thermohydraulique

Description du poste

Réévaluation des modèles d'interaction fluide-structure pour les écoulements diphasiques transverses H/F

Description du poste

Thermohydraulique et mécanique des fluides

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.

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.

Profil du candidat

• Étudiant préparant un Master 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

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.

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 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Référence

2025-37696

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.