2018-00885 - Post-Doctorant / Simulation numérique d'écoulements multiphasiques compressibles par des méthodes d'ordre élevé

Type de contrat : CDD de la fonction publique

Niveau de diplôme exigé : Thèse ou équivalent

Fonction : Post-Doctorant

Niveau d'expérience souhaité : Jeune diplômé

A propos du centre ou de la direction fonctionnelle

CAGIRE rassemble depuis Mai 2016 des chercheurs et enseignants-chercheurs venus de différents horizons (modélisation de la turbulence, mathématiques appliquées, expérimentation) qui ont progressivement élaboré depuis 2011 une vision commune de ce que devrait être l'outil de simulation numérique d'écoulements du futur. Si il n'est pas complètement piloté par les applications industrielles, ce projet repose cependant sur la forte motivation d'être utile aux acteurs industriels (petits et grands !) des secteurs de la propulsion aéronautique ou automobile ainsi qu'à celui de la production d'énergie. Les écoulements considérés sont turbulents et le plus souvent confinés par des parois. En conséquence, ils se caractérisent par la présence simultanée d'une multiplicité d'échelles de fluctuations spatiales et temporelles qui représente un défi en terme de modélisation physique et de simulation. Dans ce cadre, le maître mot de l'équipe est l'agilité de simulation qui recouvre i) la capacité d'emploi de machines à l'architecture fortement évolutive et hétérogène grâce à l'utilisation d'un support d'exécution performant, ii) l'emploi d'approche de discrétisation permettant la modulation de l'ordre de discrétisation tout en préservant la robustesse d'emploi et ce pour des configurations de complexité variable et iii) la capacité d'adapter la modélisation de la turbulence en cours de simulation en combinant de manière dynamique différentes approches relevant de classes de modélisation différentes.

Contexte et atouts du poste

Dans le cadre d'un partenariat entre le CEA CESTA, l'INRIA Bordeaux Sud Ouest, et l'institut Pprime au sein du projet Région Nouvelle Aquitaine SEIGLE, l'objectif est de mieux comprendre les interactions entre un choc et des gouttes liquides en abordant le problème d'un point de vue de la modélisation, de l'expérimentation, et de la simulation numérique.

 

Mission confiée

Au sein du projet SEIGLE, le but de l'équipe INRIA CAGIRE est d'effectuer une simulation numérique directe très précise en 3D de l’interaction entre un choc et une goutte, étape essentielle pour la compréhension du processus d'atomisation. On utilisera pour cela le code Aerosol, code massivement parallèle d'ordre élevé (Galerkin discontinu) pour les écoulements monophasiques, mais qui ne peut pas traiter pour l'instant des écoulements avec choc.

Dans ce travail, nous proposons de
(1) Travailler sur la stabilisation d'écoulements avec chocs [1], en particulier de développer des méthodes numériques permettant de garantir la positivité des quantités physiques (énergie interne, densité)[5], ou la dissipation d'entropie [2], ou de combiner plusieurs de ces méthodes.
(2) Étendre le travail effectué dans [3,4] à des écoulements visqueux
(3) Étendre le travail effectué dans l'étape (1) aux écoulements multiphasiques visqueux.
(4) Effectuer des simulations à grande échelle de l'interaction entre un choc et une goutte.

[1] A. Mazaheri, C.-W. Shu and V. Perrier, Bounded and compact weighted essentially nonoscillatory limiters for discontinuous Galerkin schemes: triangular elements , submitted to Journal of Computational Physics.
[2] V. Zingan, J.-.L. Guermond, J. Morel, B. Popov, Implementation of the entropy viscosity method with the Discontinuous Galerkin Method, Compter. Methods in Appl. Math. and Engin., 253 (2013) 479-490.
[3] E. Franquet, V. Perrier, Runge-Kutta Discontinuous Galerkin method for the approximation of Baer and Nunziato type multiphase models,
Journal of Computational Physics 231 (2012), 4096-4141.
[4] E. Franquet, V. Perrier, Runge-Kutta discontinuous Galerkin method for interface flows with a maximum preserving limiter,
Computers & Fluids 65 (2012), 2-7.
[5] X. Zhang and C.-W. Shu, Maximum-principle-satisfying and positivity-preserving high-order schemes for conservation laws: Survey and new developments, Proc. R. Soc. Lond. Ser. A Math. Phys. Eng. Sci., 467 (2011), pp. 2752–2776

Principales activités

  • Bibliographie sur les méthodes existantes
  • développement de nouvelles méthodes numériques
  • Implémentation des méthodes dans la bibliothèque Aerosol (en C++)
  • Validation sur les cas tests de la littérature
  • Diffusion des résultats (conférence, publications)

 

Avantages sociaux

  • Restauration subventionnée
  • Transports publics remboursés partiellement

Rémunération

2653€ brut / mois