Stage - Bac+4/+5 - Méthodes de projection conservatives pour les mélanges atomiques - H/F

Job Description:

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information scientifique, logiciel

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Bac+4/+5 - Méthodes de projection conservatives pour les mélanges atomiques - H/F

Sujet de stage

La Direction des applications militaires du CEA (DAM) utilise la simulation numérique pour étudier des phénomènes physiques sous des contraintes particulièrement sévères : déformations sur de grandes échelles, évolutions sous chocs forts, comportements complexes, couplages à des physiques multiples. Pour cela, la DAM développe des codes de calcul d'hydrodynamique compressible, qui permettent notamment de modéliser des écoulements multiphasiques, c'est à dire où le milieu physique est un mélange de plusieurs constituants (par exemple : de la vapeur d'eau dans l'air). Ces codes reposent d'une part sur des schémas numériques (de type Volumes Finis) qui permettent de calculer l'évolution du système et, d'autre part sur des modèles physiques qui donnent le comportement des constituants du milieu en mélange.

Durée du contrat (en mois)

Césure ou 6 mois

Description de l'offre

Une des briques essentielles dans la construction d'un schéma Volumes Finis (VF) est la méthode numérique utilisée pour calculer les flux de matière entre éléments du maillage. Dans certains schémas, ces flux sont issus d'une projection géométrique d'un maillage déformé sur un maillage d'origine. Cette procédure d'apparence simple a une influence significative sur les propriétés conservatives du schéma, et le respect du second principe de la thermodynamique n'est pas assuré. Dans le cas où l'écoulement est un mélange atomique de plusieurs constituants, ces problèmes sont exacerbés. Cela se traduit notamment par des états thermodynamiques aberrants après projection (incohérence entre flux de masses et d'énergies, destruction d'entropie...), qui causent des problèmes de robustesse.
L'objectif de ce stage est d'étendre le code Mahyco, un code de type Volumes Finis pour l'hydrodynamique compressible écrit en C++, en y ajoutant une méthode de projection conservative pour les mélanges atomiques. Le stage se déclinera en trois étapes :
1. une recherche bibliographique sur les différentes méthodes de projection pour les schémas de type Volumes Finis. Cette étape s'accompagnera d'une analyse critique pour établir les propriétés mathématiques et l'intérêt de chacune d'entre elles pour la simulation des mélanges atomiques.
2. l'implémentation informatique de la méthode de projection retenue dans le code, ainsi que sa validation sur des cas tests élémentaires (tests de non régression).
3. Une analyse plus poussée de cas tests 1D et 2D d'intérêt (implosion sphérique, point triple, interaction choc-bulle) par des études paramétriques qui mettront l'accent sur les conséquences physiques des méthodes de projection.
Ce stage, alliant étude bibliographique, développement logiciel et analyse de simulations pour aboutir à des solutions pragmatiques, offre l'opportunité de se perfectionner dans le domaine de la R&D numérique.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Avoir des bases sur les schémas numériques issus de la discrétisation des équations aux dérivées partielles, et une première expérience de développement dans un code scientifique. Des connaissances en dynamique des fluides sont souhaitables. Avoir un niveau d'anglais technique permettant de lire un article scientifique.
C++
Bac+4/+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France