Stage - Modélisation et Simulation d'Écoulement en Phase Dispersée par une Méthode des Moments H/F - CEA

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiositéVous serez accueilli·e au sein de l'IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l'équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Contexte applicatif :

Ce stage s'inscrit dans le cadre des études de sûreté associées aux Accidents Graves dans les Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au Sodium et plus particulièrement lorsqu'un coeur fondu se relocalise par gravité vers le récupérateur en fond de cuve. Un jet de corium (mélange de combustible et éléments structurels du coeur fondus) interagit alors violemment avec le fluide caloporteur du réacteur.

Ce phénomène est appelé FCI pour Fuel Coolant Interaction. L'interaction induit entre autres la fragmentation du jet de corium en gouttes couplée à l'ébullition en film du réfrigérant. Les caractéristiques de la phase dispersée de corium et de sa fragmentation sont déterminantes pour étudier l'emballement des transferts de masse menant potentiellement à une explosion vapeur.

Equipe d'accueil :

Le laboratoire LMAG du CEA travaille sur la modélisation et la simulation numérique des accidents graves. Plus spécifiquement, l'équipe d'accueil de ce stage s'intéresse à la modélisation et simulation d'interaction entre du corium et un réfrigérant.

Objectif du stage :

Analyser des modèles et méthodes de résolution méso-scopique pour simuler des écoulements en phase dispersée. Les méthodes des moments, qui découlent des approches cinétiques basées sur l'équation de Boltzmann, pourraient offrir un bon potentiel entre précision et temps de calcul pour simuler des écoulements en phase dispersée hors équilibre thermique et dynamique.
Etudier cette stratégie dans un cadre simplifié monodimensionnel permettra d'évaluer cette voie de modélisation et mettre en lumière des difficultés et verrous scientifiques.
Ce travail passera par :
Une appropriation de la littérature sur des modèles et leurs fermetures ainsi que des méthodes de résolutions associées.
L'implémentation dans un code 1D des approches retenues dans un cadre simplifié mais pertinent pour le contexte de travail.
Une démarche de validation et qualification des résultats numériques.
Dans ce stage à vocation de recherche, les problématiques multi-échelles suivant des modèles complexes seront abordées. L'étudiant pourra être force de proposition notamment dans la stratégie de résolution, validation et de comparaison numérique des modèles. Suivant l'avancement du stage la proposition de terme d'interaction ou de couplage multiphasique sera envisageable.

Compétences à acquérir, développer et mettre en oeuvre :

Rigueur scientifique, compréhension et analyse de modèles mathématiques complexes et phénomènes physiques multiphasiques, méthodes numériques, programmation pour calcul scientifique, simulation numérique.

Master 2 / ingénieur en mathématiques appliquées, mécanique des fluides ou physique

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