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Doctorant (H/F): étude expérimentale et numérique des flammes hydrogène air pour les moteurs d'avion

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 4 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR5502-THIPOI-014
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 23 mai 2022
Nom du responsable scientifique : Thierry SCHULLER
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 5 septembre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135 Euros brut mensuel

Description du sujet de thèse

Objectif : L'objectif de la thèse sera d'étudier la combustion dans l'injecteur HYLON développé en collaboration entre l'IMFT et SAFRAN (déjà breveté et en cours de test à l ONERA, à KAUST et chez SAFRAN HELICOPTER ENGINE). Le travail sera essentiellement numérique, avec le code de simulation du CERFACS AVBP. Le financement est celui de l'ERC Scirocco (cerfacs.fr/scirocco) dédié à la combustion hydrogène.

Travail : Le travail débutera par une analyse bibliographique de la combustion turbulente H2 air et des modèles LES. Des interactions fortes sont attendues avec les doctorants du laboratoire travaillant sur la stabilisation des flammes et la simulation numérique de ces écoulements. Au cours de la thèse, on calculera plusieurs configurations d'injecteur à 1 bar et à haute pression, pour étudier la position de la flamme, son allumage, les instabilités, les NOx. Cette thèse sera supportée par le programme européen ERC SCIROCCO (la thèse comprend l'ensemble des volets, expérimentation, modélisation et simulation): cerfacs.fr/scirocco. Des liens éttroits avec les les laboratoires expérimentaux où l'injecteur sera testé sont à prévoir: ONERA, IMFT bien sûr, KAUST (Arabie Saoudite), SAFRAN HELICOPTER ENGINES à Pau.

Contexte de travail

L'industrie aéronautique européenne, dont SAFRAN, parie sur le développement de la filière hydrogène verte à moyen terme pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Brûler de l'hydrogène dans une turbine pose des défis majeurs d'injection de l'hydrogène et de combustion qui nécessitent de revoir complément la conception des chambres. SAFRAN et l'IMFT se sont associés pour étudier une technologie (HYLON, HYdrogen LOw Nox burner) qui fait l'objet d'un dépôt de brevet. Des tests sont en cours à l'IMFT et l'ONERA qui visent à étudier la stabilisation de ces flammes et les émissions d'oxydes d'azote. . L'IMFT dépose des dispositifs expérimentaux [1,2], des moyens de simulation [1] et de modélisation mathématiques [3] pour étudier ces phénomènes.

[1] T. Poinsot (2017), Prediction and control of combustion instabilities in real engines, Proceedings of the Combustion Institute, 36 : 1-28
[2] G. Oztarlik, L. Selle, T. Poinsot, T. Schuller (2020), Suppression of instabilities of swirled premixed flames with minimal secondary hydrogen injection, Combustion and Flame, 214 : 266-276
[3] T. Schuller, T. Poinsot, S. Candel (2020), Dynamics and control of premixed systems based on flame transfer and describing functions, Journal of Fluid Mechanics, 894, P1

Contraintes et risques

Sécurité hydrogène des installations expérimentales

Informations complémentaires

Programme ERC SCIROCCO (EUropean Research Council): cerfacs.fr/scirocco

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