Thèse CIFRE Safran : Développement de conditions aux limites pariétales pour des calculs aérothermiques turbine haute pression ventilés
Thèse de doctorat | Mécanique des fluides numérique | Aérodynamique, Calcul en aérodynamique, Calcul haute performance, high performance computing
Niveau requis : Master
Date de début : 1 octobre 2024
Rémunération : Thèse CIFRE SAFRAN
Descriptif de la mission
Afin de répondre à des exigences de performance élevées, les motoristes aéronautiques, dont Safran Aircraft Engines, développent des composants subissant des contraintes thermomécaniques de plus en plus sévères. Les aubages de turbine sont ainsi soumis à des conditions de température de gaz supérieures à la température de fusion du matériau. Des systèmes de refroidissement sont donc intégrés au design de ces aubages, en particulier le « film cooling » : celui-ci consiste à multiperforer le profil aérodynamique de l'aubage, et d'émettre un air frais générant un film protecteur.
La performance de ce système de refroidissement dépend de nombreux paramètres géométriques et aérodynamiques, modélisables au travers de simulations numériques haute-fidélité (Simulations aux Grandes – SGE). La mise en œuvre de telles simulations peut représenter des coûts de calculs importants.
Exemple d’aubage de turbine refroidi avec du film cooling (température sur les aubages et vue des structures turbulentes).
Aussi les objectifs de la thèse sont de développer une méthodologie permettant de simuler fidèlement les injections de film cooling avec du refroidissement projeté et non via maillage des multiperforations. Pour cela, trois axes seront traités, en s'appuyant sur une modélisation de ventilation projetée développée par le centre de recherche CERFACS :
- Définition d'une pratique de maillage permettant de diminuer la sensibilité des résultats à la résolution en maillage
- Intégration des profils de vitesse au sein des injections afin de représenter plus fidèlement la dynamique de l'écoulement.
- Développement d'une condition aux limites isoflux et projection permettant d'évaluer la performance du film cooling sur la peau externe des aubages.
Exigences du poste
Vous êtes titulaire d'un diplôme d'Ingénieur ou Master avec des compétences en mécanique des fluides et aérothermique.
Des notions sur les écoulements en turbomachines seraient appréciées.
Vos capacités d’analyse, d’adaptation et de travail en équipe sont des atouts indéniables pour mener à bien vos missions.
Il est attendu une maitrise rédactionnelle de contenus techniques en anglais.
Complément du descriptif
Le(la) doctorant(e) travaillera au sein du CERFACS, Centre de recherche fondamentale et appliquée (31100 Toulouse), en relation avec le Département Module Turbine Haute Pression de Safran Aircraft Engines (77550 Moissy-Cramayel).
Des déplacements ponctuels seront à réaliser sur le site de Safran Aircraft Engines.
Pour postuler, envoyer un CV, une lettre de motivation et une lettre de recommandation à florent.duchaine@cerfacs.fr
