Missions

Certaines configurations d'écoulement turbulent ont été observées comme étant sujettes à des bifurcations aléatoires, c'est-à-dire que le régime d'écoulement passe d'un type de comportement à un autre sur une période de temps aléatoire et souvent long sans aucune modification extérieure.

Pour prédire numériquement les écoulements turbulents, la simulation des grandes échelles (LES, Large-Eddy Simulation) permet de réduire les coûts de calcul en ne résolvant explicitement que les plus grandes échelles spatio-temporelles de l'écoulement. Dans ce contexte, des modèles sous-maille (SGS, subgrid-scale) sont développées pour tenir compte de l'impact des variables aux petites échelles non résolues sur les variables aux grandes échelles résolues. Ces modèles sont généralement associés de manière déterministe à des quantités résolues à grande échelle et obtenus par la combinaison de considérations théoriques et empiriques. La capacité de la LES à prédire les bifurcations doit alors être évaluée, et l'influence des modèles SGS doit être mieux comprise. C'est le premier objectif de ce travail.

Ce projet est inclus dans un projet plus ambitieux consacré au développement d'une stratégie d'identification des signaux précurseurs d'événements rares et/ou de bifurcations dans les écoulements turbulents. La première étape consiste donc à constituer une base de données de ce type d'événements (à la fois numériquement et expérimentalement).

Activités

Pour prédire numériquement les écoulements turbulents, l'équipe MOST du LEGI contribue au développement de YALES2 (http://www.coria-cfd.fr/index.php/YALES2), un outil de simulation pour les écoulements incompressibles qui vise à modéliser les écoulements turbulents avec des maillages de grande taille sur des supercalculateurs massivement parallèles.

Les activités incluraient la révision de la modélisation SGS pour améliorer la prédiction des bifurcations, et le développement d'un contrôle dynamique pour favoriser l’émergence des bifurcations dans les simulations.

Compétences

Le candidat doit être titulaire d'un doctorat en mécanique des fluides ou en mathématiques appliquées.
- Dynamique des fluides numérique, physique et modélisation de la turbulence, analyse numérique, programmation orientée objet.
- Compétences rédactionnelles en anglais, capacité à formuler/travailler sur un projet scientifique.
- Capacité à travailler en équipe

Contexte de travail

Le Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5519) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), de l’Institut National Polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) et de l’Université Grenoble-Alpes (UGA). Le LEGI mène des activités d’une grande diversité avec un socle commun de compétences : la recherche en mécanique des fluides et des transferts.

La personne recrutée sera affectée à l’équipe MOST. Les activités de recherche de l’équipe MOST (Modélisation et simulation de la Turbulence) concernent la prédiction numérique des écoulements turbulents et multiphasiques tant pour accroître notre connaissance des propriétés fondamentales des écoulements que pour optimiser des systèmes industriels. L’équipe a l’ambition de développer tous les domaines scientifiques nécessaires à l’étude numérique des écoulements turbulents et multiphasiques : méhodes numériques, modèles de turbulence, physique des fluides, contrôle d’écoulements, ...etc.

L’objectif principal est de développer des outils numériques pour mieux prédire et comprendre les écoulements dans des configurations de plus en plus complexes physiquement et géométriquement. Cette activité est par essence multidisciplinaire avec de fortes collaborations avec d’autres disciplines scientifiques comme les mathématiques appliquées, ou la physique statistique. La mécanique des fluides est omniprésente dans de nombreuses applications géophysiques et industrielles. Une meilleure compréhension doit aider à relever les défis majeurs posés par les nouvelles contraintes énergétiques et environnementales. L’équipe collabore ainsi avec des experts en géosciences et en développement des énergies renouvelables pour répondre à ces enjeux sociétaux.

Contraintes et risques

Pas de risque identifié.

Informations complémentaires

Mots-clés : turbulence, bifurcations, simulation des grandes échelles, modélisation sous-maille, écoulement incompressible