Contexte:

La production du parc nucléaire français se fait de manière de plus en plus flexible depuis plusieurs années, et cette évolution sera encore plus marquée dans le futur. Dans ces conditions, les contraintes d’exploitation peuvent affecter la tenue et la durée de vie des différents composants des turbines à vapeur à cause de la dégradation des conditions mécaniques, thermiques ou aérothermodynamiques induites lors des transitoires de forte amplitude et des fonctionnements à charges partielles.

Plus précisément, dans ces conditions il y a des variations significatives des chargements thermodynamique et mécaniques subis par le matériel (pressions, températures, efforts, contraintes, vibrations), des pertes des rendements et des risques mécaniques accrues à cause des écoulements désadaptés (recirculations, décollements, couplages aéroélastiques), pouvant provoquer de la fatigue thermique et mécanique et affectant potentiellement sa durée de vie.

EDF, qui se préoccupe d’améliorer l’utilisation de ses turbines à vapeur, souhaite pouvoir modéliser leur comportement aérodynamique en fonctionnement hors-nominal, notamment sur une plage large de débit d’entrée et vide condenseur.

Pour les études aérothermodynamiques (CFD) des turbines à vapeur, le département MFEE (Mécanique des Fluides, Energie et Environnement) d’EDF R&D utilise plusieurs outils, notamment le code 3D elsA développé à l’ONERA et le code 1D Doria développé en interne.

Objectif du stage : 

Les objectifs du stage sont organisés comme suit :

-       une partie bibliographique pour se familiariser avec la technologie des turbines à vapeur, les différents modélisations disponibles à EDF R&D, et la phénoménologie des écoulements en fonctionnement nominal et hors-nominal.

-       la prise en main des différentes outils de CAO, maillage, calcul aérothermodynamique et post-traitement: Autogrid, elsA, Doria, Tecplot ;

-       la réalisations des maillages de différents degrés de raffinement pour effectuer des convergence en maillage ; 

-       réaliser des calculs paramétriques stationnaires des modèles aérodynamiques 3D elsA des corps HP, MP et BP des plusieurs tranches (P’4 1300 MW, N4 1450 MW et EPR 1650 MW) ;

       o   variation du débit d’entrée,

       o   variation de la pression de sortie.

-       amélioration et calage des modélisations 1D Doria à partir des résultats 3D elsA, notamment pour les lois de détente et de degré de réaction par étage.

Stage de fin d’études d’école d’ingénieur ou de Master recherche.

Connaissances de base en CAO, maillage.

Connaissances de base sur l’environnement Linux et le langage Python

Connaissances solides en mécanique des fluides et en thermodynamique.

Expérience de l’utilisation d’un code de calcul de CAO / maillage / CFD ou turbomachines souhaitée.

Capacités de synthèse et d’analyse.