Contexte

La mécanique des fluides numérique (CFD) est aujourd’hui un outil indispensable dans l’élaboration, la conception, la validation et l’étude de dispositifs industriels. Dans la filière nucléaire, la CFD est utilisée pour la conception des nouveaux réacteurs nucléaires et le support aux analyses de sûreté des réacteurs existants. L’amélioration constante des capacités de calculs permet de réaliser des simulations CFD complexes au plus proche des objets industriels pour améliorer la compréhension des phénomènes physiques variés qui sont présents dans un réacteur nucléaire. Lors de la conception d’un cœur, un des scénarios étudiés correspond à la quantification de l’impact d’une différence d’alimentation en fluide caloporteur entre des assemblages adjacents. En particulier, il est intéressant d’étudier le rééquilibrage des vitesses dans les assemblages dans la direction axiale du cœur. À l’aide de mesures expérimentales par vélocimétrie laser, permettant de mesurer pour différents plans axiaux, la distribution radiale des vitesses axiales, il est possible de comparer les calculs CFD avec les profils expérimentaux. Cette comparaison calculs/mesures expérimentales permet une amélioration constante de la représentativité des outils numériques, ainsi que le développement de modèles physiques simplifiés par remontée d’échelle.

Objectifs

Après une prise en main des outils en début de stage, le programme de travail s’articulera comme suit :

• Construction de la CAO au plus proche du dispositif expérimental
• Mise en place du jeu de donnée CFD (maillage, modèles physiques, sondes de post-traitement)
• Étude de convergence en maillage
• Réalisation des calculs
• Dépouillement, analyse des résultats et comparaison aux mesures expérimentales
• Utilisation des résultats CFD pour améliorer la représentativité du code composant par remontée d’échelle

Environnement de travail

Le stage se déroulera au centre CEA de Saclay au sein du Laboratoire des Applications en Thermohydraulique et mécanique des Fluides (LATF) avec à disposition des moyens de calcul internes et extérieurs (utilisation de supercalculateurs pour réaliser les simulations les plus couteuses.) Le stagiaire aura accès à différents logiciels comme la plateforme SALOME (CAO, maillage, post-traitement), le code TrioCFD pour la CFD et le code FLICA5 pour la remontée d’échelle.