Stage de fin d'études - Développement de méthodes CDO pour la simulation LES dans code saturne F/H (2026-183196)

Description de l'offre

Description de la mission
La R&D d’EDF prépare l’avenir du monde de l’énergie et oriente ses axes de recherches en cohérence avec la stratégie du groupe EDF. Au sein de la R&D, le département MFEE (Mécanique des Fluides, Energies et Environnement) apporte un appui scientifique aux directions de la production et de l'ingénierie pour optimiser les performances des installations de production d'électricité, tout en garantissant leur sûreté. Une des actions de fond entreprise dans ce cadre est la mise à disposition de codes de simulation pour la mécanique des fluides et la thermique.

code_saturne, logiciel open-source de simulation en thermo-hydraulique disponible depuis https://www.code-saturne.org, capitalise depuis presque 30 ans le savoir des équipes d’EDF en CFD (Computational Fluid Dynamics). Ce code s’appuie sur des méthodes de discrétisation avancées pour la résolution des équations de Navier-Stokes et ses modèles dérivés. A l’aide de code_saturne, il est ainsi possible de modéliser les écoulements incompressibles ou dilatables, les transferts de chaleur avec ou sans modélisation de la turbulence. En complément, des modules dédiés à des applicatifs d’intérêt industriel sont disponibles dans l’environnement code_saturne : magnétohydrodynamique, rayonnement, combustion, écoulements compressibles, écoulements multiphasiques (approche Euler/Lagrange) et également, écoulements souterrains en milieux poreux.

A l’origine, les schémas de discrétisation spatiale utilisés dans code_saturne reposait exclusivement sur des schémas volumes finis co-localisés aux cellules. Afin d’étendre les capacités du code vis-à-vis de l’évolution des besoins industriels et scientifiques, et de le maintenir à l’état de l’art, notamment pour l’usage de maillages polyédriques et/ou de qualité dégradée, des méthodes numériques de nouvelle génération appelée CDO (Compatible Discrete Operator) sont en cours de développement et d’intégration à code_saturne.

L’objectif de ce stage est de contribuer, au sein de l’équipe de développement de code_saturne, à préparer l’intégration d’une modélisation de la turbulence par simulation des grandes échelles (Large Eddy Simulation, LES) dans le noyau numérique basé sur les schémas CDO face-based. Les travaux préparatoires comporteront deux volets. Le premier portera sur l’ajout du terme div(μ(∇u)ᵀ) de façon explicite dans la discrétisation des équations de Navier-Stokes incompressibles en régime turbulent. Il s’agira notamment d’étudier sa formulation dans le cadre CDO, son implémentation et de vérifier sa bonne prise en compte à l’aide de cas test. Le second volet sera consacré à l’analyse des effets dissipatifs et dispersifs associés au schéma d’intégration temporelle et à la discrétisation du terme de convection dans l’équation de conservation de la quantité de mouvement. L’analyse numérique des schémas sera confrontée à plusieurs cas test pour consolider notre compréhension des effets dissipatifs et/ou dispersifs associé