Thèse sur les Modèles physiques et les méthodes numériques pour l'accrétion sur paroi chauffée F/H

Job Description

Le givre et la grêle sont parmi les phénomènes atmosphériques les plus sévères pour les aéronefs et les moteurs d'avions.

Par ailleurs, l'usage de plus en plus massif d'échangeurs dans les veines d'air des moteurs d'avions nécessite une meilleure prise en compte des échanges thermiques entre les parois et la couche de glace et / ou le film liquide induits par l'ingestion de particules de glace.

Pour ces conditions les moteurs d'avion doivent démontrer un fonctionnement robuste en vol. Toutefois, les essais représentatifs de ces conditions sont coûteux et les outils numériques sont une aide précieuse à la conception de nouveaux systèmes.

En effet, les codes de calcul permettent à la fois de limiter le nombre d'essais nécessaires pour certifier un système et également d'assurer, dès la phase de conception, le dimensionnement correct des systèmes de protection contre le givre.

L'état de l'art concernant les méthodes de modélisation de l'accrétion de glace en 3D n'est pas satisfaisant et doit évoluer pour permettre ce couplage thermique dans un avenir proche.

C'est donc l'objet de cette thèse qui s'articule autour de deux axes :

• La modélisation de la physique sous-jacente (couche de glace) : l'un des défis résidera dans l'écriture d'un modèle d'accrétion unifié pour prendre en compte les phénomènes de changement de phase, de transport d'eau liquide par ruissellement ou par imprégnation capillaire de la couche de glace mais aussi le transport de l'énergie par advection-diffusion et échange avec l'eau liquide.
• Le couplage numérique avec un solveur de thermique solide (paroi) : La recherche d'un algorithme de couplage robuste et efficace sera menée avec la contrainte forte d'être applicable (au sens mathématique et numérique) à des géométries tridimensionnelles et pour différents types de configurations thermiques (systèmes de protection, échangeurs, etc.).

Ces développements seront implémentés dans les codes de calculs de l'Onera qui est partenaire de cette thèse.

Ce travail, bien que portant essentiellement sur le développement de méthodes numériques, s'appuiera fortement sur des bases de données expérimentales issues de projets récents ou en cours comme le projet de recherche européen MUSIC-haic. (

Job Requirements

Candidat(e) titulaire d'un bac+5 dans le domaine de la mécanique des fluides / énergétique / Thermique. Des connaissances en écoulements diphasiques et en givrage seront un avantage important.

Le sujet étant numérique, vous devrez avoir d'excellentes compétences en modélisation.

Enfin, vous devrez être créatif-ve, autonome, rigoureux-se et savoir travailler en équipe.

Vous parlez également la langue de Shakespeare.

Specificity of the job

La thèse sera encadrée conjointement par Safran et l'Onera. Au sein de Safran Aircraft Engines, le / la thésard(e) sera intégré au sein de l'unité Agressions Externes du département Thermmique, Systèmes Fluides et Agressions.

Le / la candidat(e) réalisera sa thèse dans les locaux de l'ONERA au Département Multi-Physique pour l'Energétique (DMPE) à Toulouse (31000) qui développe les modèles et outils pour la prédiction du givrage.

Des périodes de présences sur le site de Villaroche (77550) seront planifiés, en particulier en début et fin de thèse. Des déplacements sont également à prévoir pour participer à des conférences ou à des réunions de projets de recherche liés au thème du givrage.