Méthodes Lattice Boltzman pour la simulation de fermes éoliennes : amélioration des modèles aérodynamiques et benchmark

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement.

IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Méthodes Lattice Boltzman pour la simulation de fermes éoliennes : amélioration des modèles aérodynamiques et benchmark

Descriptif :

IFPEN, en collaboration avec l’université d’Erlangen (FAU, [1]) développe actuellement des modèles d’éoliennes (basés sur les méthodes actuator-disk et actuator-line) et des modèles permettant la simulation de couches limites atmosphériques au sein du code waLBerla [2].

La principale motivation ici est de profiter du haut potentiel en temps calcul des méthodes Lattice-Boltzman, permettant de réaliser des simulations LES (Large Eddy Simulation) de fermes éoliennes en temps réel sur plusieurs GPU.

Au cours de ce stage, il est prévu d’enrichir le modèle en développant, entre autres, un contrôleur simple pour les éoliennes [3], ou encore une méthodologie « precursor» pour initialiser la couche limite atmosphérique puis ajouter les éoliennes dans la simulation [4].

Ces développements devront être validés face à des cas test identifiés dans la littérature. Une comparaison des résultats et temps de restitutions par rapport à un solver Navier-Stockes est également envisagée.

[1] https://www.fau.de/
[2] https://www.walberla.net
[3] https://www.nrel.gov/docs/fy09osti/38060.pdf
[4] https://www.researchgate.net/publication/357097728_Actuator-Line_simulation_of_wind_turbines_using_the_Lattice_Boltzmann_Method

Profil recherché :

Niveau du stage : Master 2 ou équivalent bac+5

Compétences attendues :

Pour ce stage, des connaissances de base en aérodynamique sont requises.
Un goût prononcé pour la programmation informatique (python, C++, git) est également nécessaire.
Capacité à interagir en anglais avec ses encadrants.

Durée du stage : 6 mois

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