Contribution au développement d'une nouvelle méthode numérique déterministe pour un modèle simplifié de
Stage Paris (Paris) Développement informatique
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).
Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.
Référence
2018-4643-851Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Contribution au développement d'une nouvelle méthode numérique déterministe pour un modèle simplifié de
Sujet de stage
Contribution au développement d'une nouvelle méthode numérique déterministe pour un modèle simplifié de transfert radiatif
Durée du contrat (en mois)
6 mois
Description de l'offre
Utilisées notamment en physique de la FCI (Fusion par Confinement Inertiel, voir www-lmj.cea.fr) ou en astrophysique, les équations du transfert radiatif modélisent les interactions entre la matière et le rayonnement. Dans sa forme la plus générale (3D instationnaire avec dimension spectrale), le modèle contient une équation de transport intégro-différentielle pour l'intensité radiative I(t,x,d,f), renseignant sur le nombre de photons qui, à l'instant t, occupent la position x, se déplacent dans la direction d et possèdent la fréquence f. La discrétisation directe de ce problème de dimension 7 conduirait à des simulations irréalisables en termes de coût CPU et d'occupation mémoire. Cette difficulté de fond peut être contournée essentiellement de deux façons : - soit par l'utilisation de méthodes Monte-Carlo (voir [LPS98]), où le coût des calculs est maîtrisé par le choix du nombre de particules Monte-Carlo utilisées. Mais dans ce cas, l'estimation de la précision globale de la solution obtenue est une question délicate. Par ailleurs, ces méthodes génèrent un « bruit » (i.e. de rapides variations spatiales d'origine stochastique) susceptible de briser la symétrie des solutions et ne s'estompe que lentement avec l'augmentation du nombre de particules. - soit par l'utilisation de méthodes déterministes (voir [BG70]), considérées comme des méthodes pouvant fournir une solution de référence, mais au prix d'un coût CPU élevé. Dans ce cas, les dépendances angulaire et spectrale sont projetées sur des bases finies composées typiquement de quelques dizaines de directions (méthode SN) ou modes angulaires (méthode PN), et d'une centaine de groupes de fréquence (méthode multigroupe). On se ramène ainsi à un système d'EDP hyperbolique avec termes sources, qu'il faut discrétiser sur maillages non structurés. Se pose alors la question du choix de la méthode de discrétisation : Si Volumes Finis, quel flux numérique ? Si Eléments Finis, quels éléments ? Des termes doivent-ils être implicités ? etc. Si les choix d'hier étaient cohérents avec la puissance des machines disponibles alors, la montée en puissance des supercalculateurs du CEA (voir www-hpc.cea.fr) amène naturellement à se reposer la question du choix de la méthode numérique, en particulier sous l'angle de son extensibilité parallèle. Ce stage a pour but d'apporter des éléments permettant de guider ce choix, via l'étude et la mise en œuvre de nouvelles fonctionnalités pour une méthode déterministe de type ordonnées discrètes avec schéma aux Volumes Finis capturant la limite diffusion. Après avoir assimilé quelques documents décrivant la méthode et les extensions ciblées, le stagiaire procédera à l'implémentation et au test des nouvelles fonctionnalités dans un code en langage C++. Il évaluera ensuite leur apport en termes de précision et de vitesse d'exécution sur des cas-tests fournis par le tuteur, et rédigera une synthèse de l'étude.
Profil recherché
Profil du candidat
MASTER/INGENIEUR
BAC + 5