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CFD : Développement de méthodes numériques dans un code de différences spectrales et applications industrielles

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Niveau requis : Ingénieur/PhD
Date de début : 1 octobre 2019
Durée de la mission : 12 mois

Contexte

Le Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS) travaille à la résolution, par la modélisation et la simulation numérique, des problèmes scientifiques nécessitant le recours aux moyens de calcul les plus puissants. Il associe de manière interdisciplinaire, pour la recherche comme pour la formation avancée, des physiciens, des mathématiciens appliqués, des numériciens et des ingénieurs.

Ce travail se déroulera dans l’équipe CFD dans la thématique aérodynamique Advanced Aerodynamics and Multiphysics. Cette équipe travaille au développement et à l’amélioration de méthodes numériques pour les simulations numériques sur des ordinateurs parallèles.

La simulation des écoulements autour de configurations complexes est utilisée quotidiennement par les industriels (Airbus Group, Safran, EDF, Total, CNES, …) pour dimensionner leurs produits. Les progrès réalisés à la fois en terme de puissance de calcul et sur les algorithmes numériques ont permis à la CFD de devenir un outil incontournable pour l’industrie aéronautique et spatiale.

Toutes les informations relatives au Cerfacs, et à l’équipe CFD en particulier, peuvent être consultées sur le site internet https://www.cerfacs.fr

L'équipe CFD du CERFACS travaille au développement et au déploiement de codes de mécanique des fluides les plus avancés pour la résolution de problèmes industriels. Elle collabore en particulier avec ses partenaires Airbus, Safran, EDF et Onera. Ces derniers sont amenés à faire évoluer leur plateforme de simulation numérique pour accroître leur capacité de conception. Pour continuer à leur proposer des solutions techniques innovantes, le Cerfacs doit prend en compte ces nouvelles contraintes technologiques.

Description

L'approche des différences spectrales est un nouveau type de technique de discrétisation d'ordre élevé pour les maillages non structurés. Cette approche est construite sur une reconstruction polynomiale des données dans chaque cellule du maillage (approche spectrale). Les champs conservatifs ne sont pas supposés être continus aux frontières entre 2 cellules et un ou plusieurs problèmes de Riemann doivent être résolus sur chaque interface.

Nous sommes partenaires du projet européen HIFITURB. L'objectif est de combiner les schémas d'ordre élevé les plus efficaces et les plus récents avec les besoins en LES et DNS pour résoudre les écoulements complexes sur des milliers de cœurs de calcul. Ces méthodes peuvent en effet permettre des LES/DNS grâce à des calculs massivement parallèles sur des configurations comprenant de 1 à 10 milliards de degrés de liberté en quelques heures.

Dans ce projet, le candidat mettra en œuvre des méthodes d’intégration temporelles implicites (Runge-Kutta, exponentielles) et une méthode d'adaptation H/P (espace/degré du polynôme) dans le code JAGUAR. Ces méthodes seront appliquées sur des simulations DNS.

Pour cette offre, nous recherchons un(e) candidat(e) avec :

  • Aptitude à travailler en équipe
  • Aptitude à communiquer dans une équipe projet (expressions des besoins, exposé des travaux, etc.)
  • Esprit d’initiative.
  • Aptitude à travailler de manière autonome dans des codes de calcul (utilisation d'outils de développement, compilateurs, langages de programmation, etc.)
  • Bonne connaissance du fortran et de la programmation
  • Bonne connaissance en mathématiques appliqués à la CFD
  • Connaissance du parallélisme de type OpenMP et MPI.
  • Connaissance de gestion de version (git).

Contacts

Jean-François BOUSSUGE / boussuge@cerfacs.fr