THESE CIFRE - Body Force Modeling of Open Rotors for RANS Simulations F/H

YR - BUREAU D'ETUDE DT; Réau; Presencial; EUR 40 000 - 60 000; Tempo integral

Resumo da oferta

Safran, groupe international de haute technologie, recherche un candidat disposant d’un solide bagage en mécanique des fluides et en aérodynamique pour travailler sur la modélisation par forces de corps des Open Fans et sur les interactions propulsion–airframe.

Le candidat développera un modèle généralisé de force pour rotors ouverts et évaluera les effets installés sous diverses conditions, afin de proposer des prévisions rapides et fiables pour l’optimisation du design, en complément de

Qualificações

• Solides bases en mécanique des fluides et en aérodynamique, idéalement expérience en turbomachinerie ou systèmes rotor-stator.
• Bonne compréhension du CFD et des méthodes numériques.
• Initiative, esprit analytique et sens de la résolution de problèmes.

Responsabilidades

• Évaluer et étendre les approches par forces de corps pour les Open Rotors et étudier les phénomènes d’interaction rotor–carrosserie.
• Développer un modèle généralisé par forces pour rotors ouverts et calibrer les formulations à partir d’une base de données de RANS.
• Évaluer et améliorer les prédictions des effets installés en comparaison avec des références URANS.

Conhecimentos

Fluid mechanics

Aerodynamics

CFD

Ferramentas

CFD software

Descrição da oferta de emprego

Safran est un groupe international de haute technologie opérant dans les domaines de l'aéronautique (propulsion, équipements et intérieurs), de l'espace et de la défense. Sa mission : contribuer durablement à un monde plus sûr, où le transport aérien devient toujours plus respectueux de l'environnement, plus confortable et plus accessible. Implanté sur tous les continents, le Groupe emploie 110 000 collaborateurs pour un chiffre d'affaires de 31,3 milliards d'euros en 2025, et occupe, seul ou en partenariat, des positions de premier plan mondial ou européen sur ses marchés.

Safran est la 2ème entreprise du secteur aéronautique et défense du classement « World's Best Companies 2025 » du magazine TIME.

Safran Aircraft Engines conçoit, produit et commercialise, seul ou en coopération, des moteurs aéronautiques civils et militaires aux meilleurs niveaux de performance, fiabilité et respect de l'environnement. La société est notamment, à travers CFM International*, le leader mondial de la propulsion d'avions commerciaux courts et moyen-courriers.

* CFM International est une société commune 50/50 de Safran Aircraft Engines et GE Aerospace.

Parce que nous sommes persuadés que chaque talent compte, nous valorisons et encourageons les candidatures de personnes en situation de handicap pour nos opportunités d'emploi.

Descriptif mission

The aviation industry is pursuing significant reductions in fuel consumption and emissions through advanced propulsion concepts. Among these, open rotors in a rotor-stator configuration represent a promising solution for achieving high propulsive efficiency, and up to 20% reduction in both CO2 emissions and fuel consumption. However, their highly non-traditional, unshrouded blade arrangement brings aerodynamic complexity that introduces challenges in accurately modeling, simulating, and optimizing their performance during early and advanced design phases.

A critical technical challenge accompanying Open Fan designs is the accurate representation of propulsor-airframe interaction. Open rotors with a rotor-stator configuration generate complex aerodynamic effects that interact strongly with the airframe, influencing overall aircraft efficiency and performance. Installed effects ? such as modifications in thrust, load distribution, and possible flow disturbances ? must be accurately evaluated from the onset of the design process to avoid late-phase corrections and to maximize the benefits of this architecture.

While detailed unsteady RANS (URANS) simulations with meshed blades can capture these effects accurately, their computational cost is restrictive, particularly for extensive parametric and design-space investigations. In contrast, Body Force Modeling within steady RANS frameworks provides a highly efficient tool for the rapid assessment of open rotor design variants and installed effects. This technique substitutes physical blade geometry with distributed force sources, allowing the reproduction of essential aerodynamic characteristics ?such as flow turning and energy addition/removal ? at a fraction of the computational expense.

Body force models for open rotor systems must be robust enough to capture important physical phenomena specific to rotor-stator interactions and installation effects under varying operating conditions. The development of such generalized and reliable modeling tools is of high strategic value for research and industrial deployment.

Research Program

The thesis will address three primary objectives:

1. Evaluating and extending body force approaches for open rotors: Investigate relevant flow physics, modeling assumptions, and limitations of current body force methods as applied to open rotor systems.
2. Developing a generalized body force model for open rotors: Build and calibrate new model formulations based on an extensive RANS simulation database covering representative open rotor architectures and operational conditions.
3. Assessing and enhancing installed effect predictions: Focus on representing propulsor-airframe interactions within the body force modeling framework, and establish the capability of this method to reliably estimate installation penalties or benefits, compared with costlier URANS references.

The ideal candidate should have:

• Strong background in fluid mechanics and aerodynamics, ideally with experience in turbomachinery or rotor-stator systems
• Good understanding of CFD and numerical methods
• Initiative, analytical thinking, and problem-solving skills