Au sein d’EDF R&D, les groupes Modèles et Etudes Thermohydrauliques Locales ainsi que Thermohydraulique des Composants du département Mécanique des Fluides Énergie et Environnement (MFEE) s’intéressent, entre autres, aux écoulements dans le cœur des réacteurs nucléaires, contenant des assemblages combustibles. Pour répondre aux enjeux de démonstration de sûreté, des outils de calcul scientifique sont développés, validés et utilisés en interne. La validation de ces codes industriels est assurée en premier lieu via des comparaisons à des essais expérimentaux de référence, couvrant une large gamme de conditions thermohydrauliques. Certains phénomènes sont néanmoins complexes à caractériser expérimentalement, et l’apport de la CFD, avec des simulations haute-fidélité (DNS, LES), s’avère prometteur pour renforcer la validation.

C’est notamment le cas pour les écoulements en faisceau de tubes, qui sous l’effet d’une hétérogénéité de chauffage dans certaines situations accidentelles, peuvent faire apparaître des phénomènes de convection mixte (géométrie et physique représentatives d’écoulement au sein des assemblages combustibles). À ce titre, la R&D d’EDF mène des études CFD avec code_saturne, logiciel open-source développé en interne, sur des configurations de référence.

L’objectif principal du stage est de réaliser une étude CFD à l’état de l’art avec code_saturne, d’un écoulement en régime de convection mixte au sein d’un faisceau de tubes chauffants, au moyen de calculs LES. Des précédents travaux fourniront une base de travail solide pour démarrer le stage. Les principales étapes seront la prise en main des outils numériques (calculs code_saturne sur les clusters EDF, pré et post-traitement avancés en utilisant des routines utilisateur), le calcul LES de la configuration d’étude (et si nécessaire d’autres calculs pour tester l’influence de certains paramètres) et la comparaison aux références[2], enfin l’analyse physique fine de l’écoulement, en prêtant une attention particulière à la description et à la modélisation de la turbulence.
Dans un second temps, suivant l’avancée des travaux de la partie précédente, plusieurs pistes peuvent être explorées pour ce sujet à l’interface de nombreux projets de l’entreprise :
-       Etudes de sensibilité aux paramètres numériques et de modélisation,
-       Extension du calcul LES, en faisant évoluer les conditions thermohydrauliques, afin d’enrichir la base de données,
-       Remontée d’échelle avec des calculs RANS et hybride RANS-LES, voir des calculs avec le code industriel composant THYC, afin d’évaluer leurs capacités prédictives.

CONNAISSANCES REQUISES / PROFIL SOUHAITE :

- Stage de fin d’études d’école d’ingénieur ou de Master recherche, étudiant intéressé par la R&D et l’ingénierie pour le secteur de l’énergie.
- Connaissances solides en mécanique des fluides numérique, en turbulence et en thermique.
- Expériences en calculs CFD et en programmation informatique (environnement unix, python, C) seraient appréciées.

MODALITES :

Durée envisagée : 6 mois
Date de début : premier semestre 2025
Candidature : CV et lettre de motivation
Stage rémunéré selon la grille en vigueur