STAGE - Évaluation et comparaison des méthodologies de la thermique chemise d'arrière-corps F/H

Job description

La postcombustion est l'un des éléments clés de la performance d'un moteur militaire. Elle permet d'augmenter significativement la poussée lors de certaines phases de vol grâce à l'injection de carburant supplémentaire en aval de la turbine, qui réagit avec les gaz d'échappement chauds déjà générés par le moteur principal. Ce système se compose de différentes briques technologiques, chacune remplissant des fonctions spécifiques et nécessitant un design ainsi qu'une optimisation dédiée.

Parmi ces éléments, la chemise a pour objectif de protéger la structure du moteur et les composants environnants de l'arrière-corps contre les très hautes températures générées lors de la postcombustion. Elle joue également un rôle de canalisation des gaz chauds, assurant un mélange efficace avec l'air afin de garantir une combustion optimale. Le développement de technologies optimisées de chemise repose aujourd'hui principalement sur des outils bas-ordre, développés au sein du bureau d'études SAE.

En parallèle, les outils CFD haute-fidélité (RANS ou LES) deviennent progressivement accessibles et permettent une compréhension tridimensionnelle plus fine des écoulements réactifs et diphasiques. Cependant, une approche 3D systématique présente plusieurs limites : la taille des domaines de calcul, leur complexité, ainsi que la multiplicité des phénomènes physiques (atomisation, évaporation, combustion, recirculations, instabilités) limitent fortement le nombre d'itérations de design possibles.

Dans le cadre de ce stage, il est proposé de réaliser un benchmark de différentes approches pour prédire la thermique d'une chemise d'arrière-corps. En particulier, des calculs RANS et LES seront réalisés et analysés afin de servir de référence pour le reste de l'étude. Des données expérimentales seront également mises à disposition. Parallèlement, les méthodes bas-ordre disponibles au bureau d'études seront testées et comparées aux données expérimentales et de calcul, afin d'obtenir une vue d'ensemble sur les capacités de ces différentes approches à prédire la thermique de la chemise.

Les principales étapes du stage proposé sont les suivantes :

• Prise en main des outils numériques et étude bibliographique ;
• Réalisation et analyse de simulations LES sur une géométrie de chemise de référence ;
• Comparaison des résultats LES avec les données RANS et expérimentales disponibles, et analyse des écarts ;
• Post-traitement et synthèse des résultats ;
• Présentation des résultats obtenus au sein du bureau d'études. Le/la stagiaire sera rattaché(e) au Bureau d'Études Chambre de Combustion et Arrière-corps de Safran Aircraft Engines à Villaroche.

NA Élève en dernière année d'école d'ingénieur ou Master 2, de formation aéronautique, mécanique, ou énergétique, avec un goût prononcé pour la programmation, en recherche d'un stage de fin d'étude pour une durée de 6 mois.

Compétences indispensables

• Connaissances solides en mécanique des fluides, combustion, thermique et CFD ;
• Maitrise des suites bureautiques ;
• Notions de programmation en Python ou Fortran ;
• Le/la candidat(e) devra faire preuve de curiosité scientifique, d'autonomie, posséder un bon esprit de synthèse et savoir être force de proposition.

Compétences appréciables

• Expérience pratique ou projet scolaire en simulation numérique CFD stationnaire (RANS) / instationnaire (LES) ;
• Intérêt académique pour la CFD et connaissance des codes AVBP/ YALES2 / Fluent ;
• Expérience pratique de programmation ;