Simulations HPC d'écoulements multiphasiques par LBM H/F
Stage Gif-sur-Yvette (Essonne) Développement informatique
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
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 cœur 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 curiosité
Référence
2024-33145Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Simulations HPC d'écoulements multiphasiques par LBM H/F
Sujet de stage
La méthode de Boltzmann sur réseaux (Lattice Boltzmann Method – LBM) [1] est une méthode numérique qui permet de simuler des problèmes physiques modélisés par des équations aux dérivées partielles telles que celles impliquées dans les écoulements de fluide, la croissance des cristaux, et les équations fractionnaires. La base de la méthode consiste à réaliser une étape de collision suivie d'une étape de déplacement d'une fonction de distribution sur un maillage cartésien régulier. La méthode a été mise en œuvre dans un code de simulation développé au CEA et écrit en C++ : LBM_Saclay [2]. Ce dernier est dédié à la simulation d'écoulements muli-phases et multi-composants et exécutable sur différentes architectures matérielles (multi-CPUs et multi-GPUs). Le sujet de stage vise à enrichir la base de cas tests de LBM_Saclay en étudiant une nouvelle application physique impliquant des écoulements multi-phasiques.
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Objectifs du stage
Le sujet du stage consiste à mettre en œuvre dans LBM_Saclay des simulations d’écoulements triphasiques avec changement de phase solide/liquide. La base du modèle mathématique s’appuie sur les équations de Navier-Stokes incompressibles, couplées à deux équations conservatives d’Allen-Cahn pour le suivi des interfaces entre les trois phases. Il s'agira d'adapter au changement de phase solide/liquide, les méthodes numériques LBM déjà prises mise en œuvre dans LBM_Saclay sur les cas diphasiques liquide/gaz [3] et solide/liquide [4]. Après quelques validations, on réalisera plusieurs simulations comparatives en 2D, d’écoulements liquide/gaz en interaction avec une troisième phase qui peut changer de phase (solide/liquide). Des simulations 3D pourront être réalisées sur les GPUs du super-calculateur Topaze du CEA-CCRT).
Références
[1] T. Krüger, et al, The Lattice Boltzmann Method. Principles and Practice, Springer, 2017. doi:10.1007/978-3-319-44649-3.
[2] W. Verdier, T. Boutin, P. Kestener, A. Cartalade, LBM_Saclay : application HPC multi-architectures sur base LBM. Guide du développeur, Note Technique CEA, 2022.
[3] W. Verdier, P. Kestener, A. Cartalade, https://doi.org/10.1016/j.cma.2020.113266
[4] A. Cartalade, A. Younsi, M. Plapp, http://dx.doi.org/10.1016/j.camwa.2016.02.029
Moyens / Méthodes / Logiciels
Méthode de Boltzmann sur réseaux, Navier-Stokes, modèle à champ de phase, LBM_saclay , C++