2018-00518 - Effets d'une onde de choc sur une structure avec contact

Niveau de diplôme exigé : Bac + 5 ou équivalent

Fonction : Doctorant

A propos du centre ou de la direction fonctionnelle

Le centre Inria Sophia Antipolis - Méditerranée compte 37 équipes de recherche, ainsi que 9 services d’appui à la recherche. Le personnel du centre (600 personnes environ dont 400 salariés Inria) est composé de scientifiques de différentes nationalités (250 personnes étrangères sur 50 nationalités), d’Ingénieurs, de Techniciens et d’Administratifs. 1/3 du personnel est fonctionnaire, les autres sont contractuels. La  majorité des équipes de recherche du centre sont localisées à Sophia  Antipolis et Nice dans les Alpes-Maritimes. Six équipes sont  implantées à Montpellier et une équipe est  hébergée par le département d'informatique de l'université de Bologne en Italie. Le Centre est membre de la Communauté d’Université et d’Établissement (ComUE) « Université Côte d’Azur (UCA) ».

Contexte et atouts du poste

Ce sujet de thèse est proposé chez Inria Sophia-Antipolis Méditerranée dans l'équipe-projet COFFEE dans le cadre de l'ANR PRECIS, en partenariat avec l'Ecole des Ponts, l'Université Paris-Est et le CEA.

L'objectif de la thèse est d'incorporer la modélisation et le traitement numérique du contact solide dans le code d'interaction fluide-structure CELIA3D.

La thèse sera encadrée par Laurent Monasse et Alexandre Ern.

Mission confiée

L'effet des explosions sur les structures est d'une importance majeure en analyse de risque et de sécurité. L'impact d'une explosion est double : le premier danger provient de l'effet de surpression, tandis que les projections ballistiques de fragments solides peut être également dramatique. Afin de simuler ces phénomènes, l'équipe a développé code numérique, CELIA3D, qui simule l'interaction entre un écoulement fluide compressible (équations d'Euler compressibles) avec un solide élastique déformable. Le fluide est discrétisé à l'aide d'une méthode Volumes Finis d'ordre élevé, tandis que le solide est discrétisé avec une méthode particulaire (éléments discrets). Le couplage utilise une méthode de frontières immergées cut-cell conservative en combinaison avec un schéma d'intégration en temps partitionné explicite et conservatif.

A l'heure actuelle, le schéma numérique est capable de traiter la déformation et la fragmentation du solide, mais ne peut pas prendre en compte l'auto-contact du solide. Le premier but de la thèse sera d'étendre le schéma numérique de couplage au traitement du contact entre les éléments solides. Les enejeux scientifiques consistent à suivre précisément l'évolution de l'interface fluide-solide et transférer le fluide à l'extérieur de la zone de contact. De plus, on peut s'attendre à ce que la précision de la méthode de frontières immergées soit insuffisantes pour le traitement de l'écoulement autour des arêtes vives. Le second objectif de la thèse sera d'améliorer la convergence du schéma. Plusieurs idées peuvent être explorées dans cette direction : solveur de Riemann unidirectionnel, noyaux d'interpolation non-oscillants d'ordre élevé, stabilisation adéquate des cellules coupées, conditions limites de Robin-Neumann... Une autre idée prometteuse serait d'utiliser le splitting directionnel du schéma Volume Finis sur les conditions aux limites afin d'améliorer également l'efficacité de la méthode.

Principales activités

Principales activités :

  • Modélisation et traitement du contact dans un schéma d'interaction fluide-structure
  • Etude et amélioration de l'ordre des conditions aux limites
  • Programmation et test des schémas proposés dans le code CELIA3D
  • Rédaction d'articles de recherche
  • Participation à des congrès

Compétences

Le candidat aura un Master 2 recherche en mathématiques appliquées. Des notions sur la méthode des Volumes Finis, les équations hyperboliques, la mécanique des fluides et/ou des solides et une connaissance du langage C/C++ sont attendues.

 

Avantages sociaux

  • Restauration subventionnée
  • Transports publics remboursés partiellement
  • Sécurité sociale
  • Congés payés
  • Aménagement du temps de travail
  • Installations sportives

Rémunération

Durée : 36 mois

Localisation : Sophia Antipolis

Salaire brut par mois : 1982€ brut par mois (la 1ère et 2ème année) puis 2085€ brut (la 3ème année).