STAGE - Investigation de différents codes aux éléments finis sur GPU pour la mécanique du solide et exte

Description du poste:

Description du poste

Domaine

Mécanique et thermique

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

STAGE - Investigation de différents codes aux éléments finis sur GPU pour la mécanique du solide et exte

Sujet de stage

L'objet de ce stage est de comparer les performances de
différents solveurs aux éléments finis dédiés à la mécanique du solide, sur carte graphique (GPU) sur différents cas tests
d'intérêt pour les applications aux combustibles nucléaires. On considéra en particulier des solutions développées par le CEA (MFEM/MGIS, Arcane/FEM) et le solveur RATEL.

Le couplage de RATEL et du générateur de code MFront, via
l'écriture d'un plugin pour la librairie libCEED, dédié aux lois de comportement mécanique, sera développé dans un second temps.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Vous 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 scientifique
La modélisation par la méthode des éléments finis des phénomènes thermo-mécaniques a une place centrale dans les simulations d'éléments combustible développées au sein de la plateforme PLEIADES. Cette plateforme se base sur le projet MFront pour implémenter les lois de comportement mécanique d'intérêt [2]
Afin de pouvoir mener des simulations plus complexes, en terme de finesse de discrétisation ou de description physique, cette plateforme se tourne vers des solveurs hautes performances, notamment basés sur l'utilisation efficace d'accélérateurs de type cartes graphiques (GPU).

L'utilisation des cartes graphiques pour les problèmes de mécanique du solide non-linéaire est cependant encore balbutiante et est un domaine de recherche actif.
Le code aux éléments finis RATEL [1], basé sur la librairie libCEED promet des perspectives intéressantes en se basant sur :
* des méthodes de résolution de système linéaire matrix-free,
* des éléments finis d'ordre élevés,
* des implémentations optimisées des lois de comportement mécanique non linéaires relativement simples.
Objectifs du stage
L'objet de ce stage est:
* d'éprouver les performances de RATEL sur un ensemble de cas tetst d'intérêt
* de comparer ces performances à celles de MFEM/MGIS et Arcane/FEM
* d'intégrer dans RATEL des lois générées par MFront et d'en tester les performances, notamment en comparaison des implémentations natives fournies par RATEL.
Références
[1]Introducing the open-source mfront code generator: Application to mechanical behaviours and material knowledge management within the PLEIADES fuel element modelling platform. Computers & Mathematics with Applications. 2015.
[2] Ratel: Performance portable solid mechanics with libCEED and PETSc. Journal of Open-Source Software. 2025
[3] MFEM/MGIS, a HPC mini- application targeting nonlinear thermo-mechanical simulations of nuclear fuels at mesoscale. Journal of
Open-Source Software. 2025.
[4] ArcaneFEM. High-Performance Finite Element Method Solvers with CPU/GPU Parallelism. https://github.com/arcaneframework/ arcanefem
Pourquoi Intégrer le CEA ?
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Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation d'handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Ratel, MFront, libCEED

Profil du candidat

Nous recherchons un étudiant en Master II en mathématiques appliquées ou en mécanique nonlinéaire des solides ou un étudiant en 3ème année d'école d'ingénieur passionné par les calculs hautes performances et la programmation sur carte graphique.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

St Paul lez Durance

Critères candidat

Langues

Français (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Demandeur

Disponibilité du poste

02/03/2026