Simulation numérique de l'impact entre structures immergées dans un liquide compressible par de[...]

Description du sujet de thèse

Domaine
Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse
Simulation numérique de l'impact entre structures immergées dans un liquide compressible par des approches de type frontières immergées.

Contrat
Thèse

Description de l'offre
De nombreux systèmes industriels mettent en jeu des structures immergées dans des fluides denses. On peut ainsi mentionner l'industrie sous-marine ou, plus particulièrement, le cas de certains réacteurs nucléaires de 4ème génération utilisant des caloporteurs comme le sodium ou des mélanges de sels. L'effet de l'interaction du fluide environnant sur les forces de contact entre les structures est un phénomène de première importance, notamment lors de scénarios transitoires accidentels pouvant générer de grands déplacements des structures dont l'intégrité résiduelle doit être démontrée à des fins de sûreté.

Dans le cadre de cette thèse, on s'intéresse, en particulier, à la modélisation de l'impact rapide d'un fragment de structure immergé dans un fluide contre une paroi, résultant par exemple d'un phénomène explosif dans une cuve de réacteur nucléaire refroidi au sodium. Dans ce contexte, le sodium modélisé comme un fluide compressible est traité numériquement par une approche de type volumes-finis. Les structures internes du réacteur sont traitées par une approche de type éléments-finis. Afin de permettre le traitement des grands déplacements de structure et une éventuelle fracturation de celle-ci, on se tourne vers des techniques de type "frontières immergées" pour l'interaction entre le fluide et la structure.

Les travaux de thèse consistent à venir définir une méthode numérique innovante permettant de mieux simuler le film fluide entre deux structures qui rentrent en contact dans ce contexte. Dans un premier temps, on s'attachera à identifier les caractéristiques physiques de l'écoulement au niveau du film fluide (compressibilité, viscosité, ...) ayant le plus d'influence sur la cinématique des structures. Ensuite, le principal enjeu de ces travaux de thèse consistera à faire évoluer les méthodes numériques en vigueur afin de venir représenter le plus fidèlement possible les caractéristiques de l'écoulement du film fluide.

La thèse proposée se déroulera au CEA de Saclay, en collaboration étroite avec le laboratoire EM2C de l'école CentraleSupélec, dans l'environnement de l'Université Paris-Saclay. Le doctorant sera ainsi immergé dans une équipe à l'expertise reconnue dans le domaine des simulations transitoires en interaction fluide-structure.

Université / école doctorale
Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (SMEMaG)
Paris-Saclay

Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay

Critères candidat
Formation recommandée
Grande école d'ingénieur, master 2 dans le domaine de la simulation numérique

Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025

Personne à contacter par le candidat
JAMOND Olivier olivier.jamond@cea.fr
CEA
DES/DM2S/SEMT/DYN
CEA/Saclay
Bât 607 pièce 137
91191 Gif sur Yvette Cedex
01 69 08 44 90

Tuteur / Responsable de thèse
Tenaud Christian christian.tenaud@centralesupelec.fr
CNRS
EM2C, Centrale Supélec
Laboratoire EM2C
Centrale Supélec
Bâtiment Eiffel
8-10 rue Joliot Curie
91190 GIF-SUR-YVETTE
01 75 31 64 23

#J-18808-Ljbffr