Stage : Simulation haute-fidélité du compresseur CME2 pour la validation aérodynamique de ProLB F/H

Stage : Simulation haute-fidélité du compresseur CME2 pour la validation aérodynamique de ProLB F/H

Publié 25.03.2025

Société : Safran
Domaine d'activité : Mécanique des fluides
Emplacement : Magny-les-hameaux, France
Type de contrat : Stage
Durée du contrat : Temps complet
Diplôme requis : BAC+5
Expérience requise : Jeune diplômé-e/Première expérience
Statut professionnel : Etudiant
Langue(s) parlée(s) : Français (Langue maternelle), Anglais (Courant)

Les enjeux techniques de la conception des nouvelles architectures moteurs sont considérables car elles doivent assurer la réduction de plusieurs types de nuisances : environnementales (CO2, NOx) et sociétales (bruit), etc. Il en résulte que les outils nécessaires à la conception doivent également évoluer afin de fournir des prédictions toujours plus fidèles. Dans ce contexte, la simulation numérique des écoulements via la méthode de Boltzmann sur réseau a été identifiée comme particulièrement pertinente pour traiter des problématiques d'acoustiques et d'aérodynamiques. L'algorithme simple qui se cache derrière cette méthode est particulièrement adapté aux environnements HPC, rendant la méthode encore plus appropriée dans un contexte industriel.

Au sein de la société SAFRAN Tech du groupe SAFRAN, la «Direction Scientifique et Technique», située à Magny-Les-Hameaux, travaille sur des technologies, des outils et des méthodes en ruptures pour l'avion du futur. L'équipe de simulation aérodynamique (FMSM/STAR) a parmi ces différentes activités, la charge de la modélisation des éléments des turbomachines (fan, compresseur, turbine, tuyère, hélice). Il en découle que l'un des objectifs de cette équipe est de participer au développement de logiciels et méthodes numériques permettant d'obtenir des simulations toujours plus précises, tout en assurant une réduction des coûts de calcul.

Aujourd'hui, l'équipe participe avec ses partenaires industriels (Airbus, Renault, CS Group) et académiques (AMU, ECL, Cerfacs, etc.) au développement du logiciel ProLB. Ce code est actuellement en plein développement et commence à être déployé pour des utilisateurs avancés désireux de le valider. La validation consiste à comparer les résultats de ce nouveau logiciel à des résultats de références (e.g. résultats provenant du code de référence actuel, de calcul plus haute-fidélité ou bien de résultats expérimentaux). Pour cela, on débute les validations sur des cas académiques (cas simples et documentés), puis on monte progressivement en complexité jusqu'à atteindre des cas industriels.

L'objectif du stage sera de réaliser la simulation du compresseur basse pression CME2 de l'Ecole Centrale de Lille (LMFL). Pour cela, il faudra reprendre une mise en données fournie par l'Ecole Centrale de Lyon (ECL) et poursuivre ces travaux. La part importante du travail consistera à analyser les résultats et formuler une analyse critique de la méthodologie existante pour les phénomènes physiques en jeu. Parmi les phénomènes physiques qu'on souhaiterait étudier, on liste les suivants : décollement tournant, écoulement de jeu, phénomènes hystérésis.

Dans le cadre du stage, un des solveurs CFD (Computational Fluid Dynamics) utilisés au sein de Safran (ProLB) pour les applications aérodynamiques sera employé.

Et en complément ?

Le stage va se dérouler avec les objectifs suivants :

1. Bibliographie sur la méthode Boltzmann sur réseau (LBM) et sur la simulation des grandes échelles (LES).
2. Bibliographie sur l'aérodynamique des compresseurs axiaux.
3. Bibliographie sur la configuration CME2 et sur les compresseurs basse pression (produits Safran).
4. Prise en main du logiciel ProLB et des outils de post-traitements (libraire python Antares).
5. Prise en main des données : géométriques et résultats expérimentaux.
6. Post-traitement des simulations et comparaisons avec les résultats expérimentaux et des résultats numériques de référence.
7. Rédaction un rapport méthodologique sur les meilleurs pratiques de simulation de la configuration étudiée.
8. Rédaction un tutoriel sur la mise en données du calcul.
9. Rédaction du rapport de stage.
10. Si l'avancement du stage le permet, le cas test pourra être poussé dans une base de non-régression du solveur CFD utilisé pour assurer la montée en version du solveur.

Parlons de vous

Le ou la stagiaire sera directement intégré.e au sein de l'équipe FMSM/STAR de la « Direction Scientifique et Technique » de la société Safran Tech. Il/elle aura l'opportunité de développer ses compétences en CFD, dynamique des fluides, méthodes numériques, turbomachines et HPC au sein d'un environnement industriel.

Le/la candidat.e recherché.e doit avoir de bonnes connaissances en mécanique des fluides et méthodes numériques. Des connaissances en compresseur, turbomachine, aérodynamique interne et CFD seraient un plus.

Une capacité à utiliser le langage de programmation Python (numpy, matplotlib, scipy) est requise. Des notions de langage orienté objet, ainsi qu'une familiarité avec l'utilisation d'environnements HPC seraient un plus. La maîtrise de l'anglais est indispensable.

Stagiaire ingénieur.e en troisième année d'école d'ingénieurs à dominante mécanique des fluides et avec fort intérêt pour la simulation, la modélisation, l'HPC et les méthodes numériques.

Savoir-faire technique : Dynamique des fluides, thermodynamique, CFD, turbulence, programmation.

Formation : Ecole d'ingénieurs et/ou Université.

Domaine : Mécanique des Fluides.

Langues : Français et Anglais.

Aptitudes et expériences souhaitées : Bon niveau scolaire, réalisation de développements algorithmique/logiciel, connaissances en méthodes numériques avancées pour la simulation, connaissances des technologies turbomachines.

Savoir-être : Autonome, curieux, créatif, méthodique, persévérant, proactif, rigoureux.

Quelques précisions

L'offre de stage est à pourvoir à partir de juillet 2025.

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Rue des jeunes bois, 78114 Magny-les-hameaux, France

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