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Thèse de doctorat : Prédiction du bruit de combustion dans les moteurs d’avion

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Niveau requis : Master ou école d'ingénieur
Date de début : septembre/octobre 2020
Durée de la mission : 36 mois
Date limite des candidatures : 1 juillet 2020
Rémunération : 2475 Euros brut/mois

Contexte:

Le CERFACS développe depuis 10 ans des outils de prédiction du bruit de combustion dans les moteurs d'avion et d’hélicoptère modernes. Avec la réduction des émissions de polluants, ces moteurs évoluent vers des combustions pauvres ce qui peut aboutir à une dégradation de leurs performances acoustiques. Dans ce contexte, la chaîne de calcul CONOCHAIN [1, 2] permet d’évaluer le bruit direct du à la combustion, d’origine acoustique ainsi que le bruit indirect, d’origine entropique, rayonné en champ lointain. Pour cela, le logiciel AVBP est utilisé pour simuler la combustion dans le foyer du moteur d’avion. Puis, afin de répondre aux besoins des industriels du secteur et d’optimiser le coût de calcul, la propagation du bruit généré dans la chambre de combustion est propagé dans les étages de turbine ceci étant réalisé par le biais de méthodes analytiques et du logiciel CHORUS. Ce projet de recherche autour du bruit de combustion direct et indirect s’inscrit dans le cadre du progamme de recherche CIRRUS (Horizon 2020 / Clean Sky JU / H2020-CS2-CFP10-2019-01) en collaboration avec SAFRAN AIRCRAFT ENGINE et cherche à faire évoluer les outils proposés par le CERFACS pour SAFRAN.

[1] Livebardon, T.: Modeling of combustion in helicopter engines. PhD Thesis. Université de Toulouse – Ecole doctorale MEGeP Dynamique des Fluides, 2015.
[2] Livebardon, T., Moreau, S., Gicquel, L. Y. M., Poinsot, T. and Bouty, E.: Combining LES of combustion chamber and an actuator disk theory to predict combustion noise in a helicopter engine, Combustion and Flame, 165 (March), pp. 272-287, 2016.

Objectifs :

L’objectif de cette thèse est d’améliorer les modèles de propagations de bruit au travers des étages d’une turbine haute pression, afin de prendre en compte la géométrie complète d’un moteur d’avion. Pour cela, il conviendra de déterminer dans un premier temps quelle configuration (entre un bruleur isolé, un quart de moteur et un moteur complet) permet de prendre en compte tout les effets du bruit de combustion. Dans un second temps, il faudra évaluer correctement la propagation des ondes entropiques, vorticales et acoustiques au travers des étages rotor/stator. Cela implique d’améliorer les modèles de propagation du bruit de combustion afin de prendre en compte les modes azimuthaux et les effets de distortion tri-dimensionels. Les résultats seront validés sur des cas expérimentaux académiques et industriels. Une confrontation des résultats obtenus par différentes méthodes numériques (LES/LEE/Chorus) sera également réalisée.

Exigences :

Le candidat au doctorat doit détenir un diplôme de master recherche ou d’ingénieur avec un master recherche. Une solide expérience en mécanique des fluides, turbulence, et acoustiques est demandée. Une connaissance approfondie et/ou une expérience basée sur un projet en dynamique des fluides numérique instationnaire (CFD) est nécessaire. Enfin, des compétences mathématiques et théoriques seraient également appréciées, ainsi qu'une certaine expérience avec les codes Fortran, C++ et python. Les compétences orales et écrites en anglais sont obligatoires, le français serait un atout. Veuillez envoyer une lettre de motivation, un CV et deux lettres de recommandation aux conseillers.

Pour ce poste, les qualités requises sont les suivantes :

• Esprit d'initiative
• Aptitude à communiquer dans une équipe projet (expressions des besoins, exposé des travaux, etc.)
• Aptitude à travailler de manière autonome dans des codes de calcul (utilisation d’outils de développement, compilateurs, langages de programmation, etc.)

Lieu de thèse :

Le doctorat se déroulera au CERFACS à Toulouse en France.

Contacts :

Guillaume Daviller (daviller@cerfacs.fr)
Laurent Gicquel (gicquel@cerfacs.fr)
Thierry Poinsot (poinsot@cerfacs.fr)