Stage PFE - Simulations Diphasiques avec Neptune-CFD Problématiques Transport Air Niveau Ouvrages Hydro F/H

Description du stage

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Le Centre d’Ingénierie Hydraulique (CIH) conçoit et réalise des aménagements hydrauliques en France et à l’international, réhabilite et modernise les ouvrages existants, et contribue à assurer la maintenance du parc hydraulique en exploitation.



? Contexte :



Le pôle Ecoulements Complexes du service Hydraulique des Ouvrages et Rivières du CIH a pour mission de réaliser des études pour comprendre les écoulements au niveau des ouvrages hydroélectriques. Pour cela, l’équipe dispose d’un panel d’outils de complexité croissante (MASCARET pour les problématiques 1D, TELEMAC pour le 2D et FLOW3D pour des études de CFD).



Parmi les problématiques étudiées dans l’équipe, les ouvrages de prises d’eau font intervenir des écoulements à surface libre dans la retenue et en charge dans les galeries, et sont donc propices à de l’entraînement d’air, qui peut causer des dommages à différents équipements.



Flow3D a été utilisé pour fournir des résultats qualitatifs pour certaines études de ce type mais ce n’est pas l’outil le plus adapté pour simuler des écoulements complètement diphasiques. L’équipe souhaite donc monter en compétence sur neptune_cfd, un code de calcul diphasique développé par les équipes d’EDF R&D.



? Vos missions : 



L’objectif du stage est de tester le code de calcul neptune_cfd sur des problématiques d’intérêt pour le CIH et de comparer les résultats à ceux obtenus avec Flow3D. Dans un premier temps, vous prendrez en main le code neptune_cfd à l’aide de cas de validation existants. Puis vous serez amené à réaliser une étude complète sur une problématique de transport d’air rencontrée sur le parc hydraulique : réalisation de la CAO, d’un maillage et de calculs.



Une étude de sensibilité sera ensuite menée pour quantifier les incertitudes du modèle liées aux paramètres numériques (modèle de turbulence, finesse du maillage) et aux paramètres physiques (taille de bulles, tension de surface, débit d’entrée, etc). Un benchmark avec l’outil Flow3D permettra de mesurer l’écart entre les codes sur différentes grandeurs d’intérêt et de comparer la facilité de mise en donnée et les temps de calcul.