Contexte 
Le département MFEE (Mécanique des Fluides, Energies et Environnement) participe à une mission essentielle de la R&D du Groupe EDF : apporter un appui scientifique aux directions de la production et de l'ingénierie pour optimiser les performances des installations de production d'électricité, tout en garantissant leur sûreté. 
Depuis plus de 25 ans, le département MFEE développe le code de simulation code_saturne (www.code-saturne.org) qui permet de modéliser les écoulements incompressibles ou dilatables, avec ou sans turbulence ou transfert de chaleur. Ce code de CFD dispose d’une large gamme de modèle de turbulence (RANS, LES ou encore hybride).

Afin de valider ces modèles, le département MFEE entretient et développe une base de validation dites “à effets séparés” regroupant un nombre important de cas académiques. Ce stage a pour objectif d’améliorer la compréhension d’un phénomène thermohydraulique appelée “vortex de bras mort” et de produire des données de validation sur un cas simple pour in fine valider les modèles de code_saturne. 

Objectifs du stage

Lorsqu’une conduite fortement débitante (“branche principale”) présente un piquage sans aucun débit (appelé “bras mort” ou “branche secondaire”), l’écoulement principal induit un écoulement dans la branche secondaire dont les caractéristiques et la topologie sont relativement complexes. Un “vortex” dont la longueur peut varier en fonction de différents paramètres (rapport de section des tuyaux, débit, ...) apparait en effet. On propose dans ce stage d’établir un cas de validation simple proche de cette problématique initiale : une cavité à section circulaire avec paroi supérieur entrainée.

Ce cas a l’avantage de permettre de reproduire la topologie générale de l’écoulement industriel, tout en présentant une géométrie simple. On s’affranchit également de la résolution de l’écoulement dans la branche principale où la vitesse est élevée et nécessite de petits pas de temps rendant les calculs très coûteux voire infaisables. 

Une fois les spécifications établies, on propose de réaliser une simulation WR-LES (Wall-Resolved Large Eddy Simulation ou LES résolue en paroi). Ce type de modèle, très précis, permet une résolution des grandes structures turbulentes de l’écoulement tout en modélisant les plus petites et servira de données de validation pour les autres modèles de code_saturne (les modèles à moyenne statistique). 

Descriptif du déroulement 
Après une phase de familiarisation (bibliographie et formation à code_saturne), la/le stagiaire :  

• Construira le cas test (géométrie, maillage) à partir des données issues de la problématique industrielle ; 
• Mettra en donnée et lancera une simulation WR-LES (Wall Resolved - Large Eddy Simulation) de référence ; 
• Analysera les résultats, effectuera des études sensibilités et rédigera une fiche de synthèse ; 
• Selon l’avancement, réalisera une simulation URANS du même cas pour en analyser les performances. 

Profil souhaité

Pour le bon déroulement de ce stage, il est attendu du (de la) candidat(e) de solides bases en mécaniques des fluides ainsi qu’une bonne maîtrise du calcul scientifique (environnement Linux, programmation en C, calcul parallèle). 

De plus, le (ou la) candidat(e) devra faire preuve d’initiatives, d’une bonne capacité à communiquer/rédiger et d’une bonne autonomie. 
Une suite du stage dans le cadre d’une thèse CIFRE est possible. 

Informations pratiques 
Lieu du stage : EDF R&D, EDF Lab Paris-Chatou, 6 quai Watier, 78400 Chatou 
Le site est accessible en transports en commun (RER A). 
Durée :              5 à 6 mois 
Indemnité de stage :  Oui. 
Niveau : BAC +5, fin d'études Master 2 ou école d'ingénieur 
 
Unité d'accueil 
EDF R&D 
Département Mécanique des Fluides, Énergie et Environnement 
6, quai Watier 
78400 Chatou 
 
Encadrants 
Jean-François WALD (jean-francois-j.wald@edf.fr); 
Antoine MORENTE (antoine.morente@edf.fr);