Postdoc on High Performance Computing (HPC) for fluids, Ecully/Lyon (France)

et de la mission confiée à l’ingénieur(e) de recherche recruté(e)

Le projet de R&D SLITHER (financement région AURA) s’inscrit dans une problématique persistante en maintenance aéronautique : le décapage automatisé complet des aéronefs. Aujourd’hui, le décapage des surfaces des aéronefs n’est toujours pas pleinement automatisable du fait de l’impossibilité de gérer la variabilité des couches de peinture, des formes des appareils et de la difficulté d’accès à certaines zones en environnement complexe, en particulier dans les ailes des avions.

L’entreprise pilote du projet a développé des prototypes de têtes de décapage qui produisent des premiers résultats prometteurs de décapage partiel, mais exigent d’affiner encore le design de la tête en vue d’une industrialisation.
Le projet SLITHER doit permettre de comprendre les phénomènes qui se produisent à l’intérieur de la tête et d’identifier l’influence des paramètres tels que l’angle de la buse de projection, le design de la tête, le débit de projection, le chargement en particules solides.

Pour ce qui concerne l’implication du Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique (LMFA) de l’Ecole Centrale de Lyon dans le projet SLITHER, deux lots principaux sont identifiés :

• Mise en place d’une chaîne de simulation de l’écoulement d’air chargé en particules solides au sein de la tête avec prise en compte de la variation des quelques paramètres de design identifiés en lien avec l’entreprise (en particulier la paramétrisation géométrique simple de la tête) ; validation de cette chaîne de calcul par comparaison avec les résultats de la stratégie numérique alternative développée par la société d’études partenaire du projet et avec les données expérimentales fournies par l’entreprise.

• Exploitation de la chaîne de calcul validée pour réaliser un plan d’expériences, construction d’un modèle substitut reliant les indicateurs de performance du dispositif aux paramètres d’entrée, détermination de choix optimaux pour ces paramètres d’entrée conduisant à la maximisation des indicateurs de performance, validation a posteriori par calcul direct de l’amélioration effective du design.

Un ingénieur de recherche recruté en mars 2021 a mis en place la chaîne de calcul permettant de réaliser les simulations numériques du processus de décapage par jet d’air chargé en particules d’amidon à l’aide d’un solveur fluide existant (code commercial). Les calculs de type Euler-Lagrange sont exécutés sur station de travail locale pour les simulations les plus légères et sur le calculateur Newton du pôle de calcul pour les simulations les plus lourdes. La figure 1 présente un exemple de résultats physiques obtenus permettant d’évaluer la performance du dispositif en termes de décapage.

Les tâches prévues jusqu’à la fin du mois de septembre 2021 doivent permettre de proposer une première configuration optimisée pour le système développé par l’entreprise.

Figure 1 : A gauche : isovaleurs de la norme de la vitesse de l’air (phase porteuse) dans le plan médian du dispositif de décapage. A droite : vitesse d’impact des particules solides transportées par le jet d’air et assurant la fonction de décapage.

L’ingénieur(e) de recherche recruté(e) à compter du mois de septembre 2021 et pour une durée de 12 mois aura pour mission de :

• Finaliser l’optimisation du dispositif grâce à la chaîne de calcul mise en place en s’appuyant sur un logiciel commercial

• Développer une version de la chaîne de calcul s’appuyant sur le logiciel libre SU2. Cette tâche impliquera la mise en place d’une branche LMFA de SU2 dont l’ingénieur(e) de recherche sera le(la) référent(e) et qui inclura le développement d’une fonctionnalité « description lagrangienne d’une phase dispersée ».

• Implémenter dans la branche LMFA de SU2 des modèles physiques développés au sein du laboratoire.

  Profil recherché :

  • Expérience de développement (C++, Python) dans des logiciels libres/codes de recherche pour la simulation numérique d’écoulements (compressibles). La connaissance préalable des stratégies Euler / Lagrange pour la simulation d’écoulements fluide/particules solides ou gouttelettes/bulles sera appréciée mais n’est pas indispensable.

• Compétences en HPC. Une expérience de calculs réalisés dans le cadre de projets GENCI ou PRACE sera une valeur ajoutée de la candidature.

Contacts :

Christophe CORRE christophe.corre@ec-lyon.fr 
Alexis GIAUQUE alexis.giauque@ec-lyon.fr