Thèse CIFRE Modélisation CFD haute fidélité (LES) de combustion carburants réels dans chambre aéro H/F

Description de l'offre

Entité de rattachement

Safran est un groupe international de haute technologie opérant dans les domaines de la propulsion et des équipements aéronautiques, de l'espace et de la défense. Implanté sur tous les continents, le Groupe emploie plus de 58 000 collaborateurs pour un chiffre d'affaires de 16,5 milliards d'euros en 2017. Safran est une société cotée sur Euronext Paris et fait partie des indices CAC 40 et Euro Stoxx 50.
En février 2018, Safran a pris le contrôle de Zodiac Aerospace, élargissant ainsi son périmètre d'activités dans le domaine des équipements et systèmes aéronautiques. Zodiac Aerospace emploie environ 32 500 collaborateurs et a réalisé un chiffre d'affaires annuel de 5,1 milliards d'euros au 31 août 2017.

Safran est classé dans le Top 100 Global Innovators de Thomson Reuters ainsi que dans le palmarès « Happy at work » des sociétés où il fait bon vivre. Le Groupe est en 4ème position du classement Universum des entreprises préférées des jeunes ingénieurs en France.

Safran Helicopter Engines est le leader mondial de la motorisation pour hélicoptères, avec plus de 72 000 moteurs produits depuis sa création. La société offre la plus large gamme de turbomoteurs et compte 2 500 clients répartis dans 155 pays.  

Description du poste

Filière principale / Métier principal

Recherche, conception et développement - Mécanique des fluides

Intitulé du poste

Thèse CIFRE Modélisation CFD haute fidélité (LES) de combustion carburants réels dans chambre aéro H/F

Type contrat

CIFRE

Durée du contrat

3 ans

Statut

Ingénieur & Cadre

Temps de travail

Temps complet

Description de la mission

Thèse CIFRE : modélisation CFD haute fidélité (LES) de la combustion de carburants réels dans une chambre aéronautique.

Le développement des chambres de combustion de Safran s'appuie aujourd'hui largement sur l'exploitation de simulations numériques 3D instationnaires, en complément des essais au banc partiel et des essais moteur.

Pour cela, l'approche de simulation aux grandes échelles (ou LES pour Large Eddy Simulation) a été retenue afin de rendre compte des interactions entre flamme et turbulence qui pilotent fortement les processus de mélange, de stabilisation des flammes ou de génération de polluants. Dans les simulations actuelles réalisées au bureau d'étude, le carburant reste cependant traité comme une espèce chimique unique de formule globalisée. Cette approche peut suffire dès lors qu'on s'intéresse à des points de fonctionnement nominaux dans des conditions standards, mais est insuffisante dès lors que la dynamique d'évaporation et de combustion se réduit, en particulier lors de la dilution par de l'eau, des gaz brûlés ou une chute de la température amont chambre. Ces conditions sont rencontrées lors du fonctionnement dans des conditions froides ou en cas d'ingestion d'eau, d'air pollué (fumées...) et correspondent à des situations à prendre en compte pour la certification des moteurs.

L'objectif de cette thèse sera donc de contribuer au développement d'une approche innovante pour la prise en compte du caractère complexe et multi composant du carburant dans les simulations de combustion.

Complément du descriptif

Profil recherché

L'objectif poursuivi par la thèse sera :

0- S'approprier l'usage du code de simulation LES AVBP exploité par Safran et l'environnement CFD (CAO, maillage, calcul, post);

1- Sur le plan modélisation carburant :
(i) de faire une revue des carburants modèles multi composants disponibles dans la littérature (entre 3 et 10 constituants),
(ii) de comparer ces carburants modèles sur des configurations simples d'évaporation et de combustion (1D) par rapport à des expériences pour en retenir une;

2- Sur le plan diphasique :
(i) de faire une revue des différentes approches multi-composants disponibles dans la littérature (discrète, PdF, hybride),
(ii) d'en sélectionner une sur son compromis précision/cout de calcul et de l'implémenter dans AVBP (iii);

3- Sur le plan cinétique de combustion : (
i)mise au point d'un schéma ARC multi composant,
(ii) validation sur flammes 1D,
(iii) validation sur configuration LP du banc HERON avec comparaison aux diagnostics optiques fins (LIF aromatique, LIF-OH, LIF-NO…) et aux limites d'extinction à différentes températures;

4- Evaluation sur configuration ARRANO DGA-EP à différentes températures d'entrée;

5- Formaliser une méthodologie pour la simulation de combustion impliquant des carburants réels, à destination des bureaux d'étude de Safran;

6- Contribuer au rayonnement scientifique de Safran par des publications techniques.

Spécificités du poste

Déplacements à prévoir 2 fois par an.

Profil candidat

Vous êtes jeune diplômé(e), de formation ingénieur modélisation mécanique des fluides, énergétique, aérodynamique.

Un Master recherche dans le domaine de la mécanique des fluides serait un plus et un stage dans le domaine du calcul scientifique et de la modélisation CFD serait apprécié.