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Contexte :
Ce projet s’inscrit dans le contexte d’étude des effets néfastes du
collapse violent de structures diphasiques sur le fonctionnement et la durée de
vie d’éléments de systèmes propulsifs (hélices, injecteurs de carburant,...). La
cavitation est en effet un phénomène limitant en phase de conception de
composants hydrauliques et ses conséquences en terme d’érosion des parois
en font une nuisance très importante.
Un cas modèle pour étudier le collapse de structures diphasiques et ses
effets sur les matériaux est celui de l’interaction d’une onde de choc avec une
bulle (ou un réseau de bulles) placée à proximité d’une paroi solide. Il existe à ce jour
très peu de simulations couplées fluide-structure permettant d'évaluer l'endommagement du solide.

Objectifs :
On se propose de mettre en place des simulations numériques 2D et 3D de
collapse de bulles avec couplage fort entre le fluide et la structure sur la base d'une méthode des frontières immergées (Immersed Boundary Method ou IBM).

Programme de recherche :

  • Mise en place d’une approche IBM dans le code compressible massivement parallèle SCB (les maillages peuvent dépasser le milliard de noeuds).
  • Mise en place d’un couplage fort en configuration 2D puis 3D avec prise en compte de la rétroaction du solide (loi de comportement élastique) sur le fluide.
  • Pour les situations les plus sévères, étude de lois de comportement élasto-plastiques de type incrémentales pour calculer la possible déformation dans le domaine plastique (algorithme Return Mapping).

Financement de la thèse :
Co-financement labex Interactifs / DGA (1715 € net /mois), durée 36 mois.
Ouvert aux ressortissants de l'Union Européenne uniquement.

Profil du candidat :
Master 2 ou ingénieur grande école.
Compétences en Mécanique des Fluides et des Solides, Méthodes Numériques
(Volumes Finis / Eléments Finis), Programmation parallèle et Calcul Haute
Performance (HPC).