Modélisation numérique des écoulements de fluides cryogéniques en ébullition

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Depuis les concepts scientifiques en recherche fondamentale jusqu’aux solutions technologiques en recherche appliquée, l’innovation est au cœur de son action, articulée autour de quatre orientations stratégiques : climat, environnement et économie circulaire ; énergies renouvelables ; mobilité durable ; hydrocarbures responsables.

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 et industriels de l’énergie et du climat, au service de la transition écologique. Partie intégrante d’IFPEN, IFP School, son école d’ingénieurs, prépare les générations futures à relever ces défis.

Modélisation numérique des écoulements de fluides cryogéniques en ébullition

L’utilisation des fluides cryogéniques tels que l’azote liquide (LN2), l’oxygène liquide (LOX) et l’hydrogène liquide (LH₂) comme carburant alternatif aux hydrocarbures fossiles dans le domaine du transport introduit de nouveaux défis technologiques, notamment en ce qui concerne son stockage et son acheminement jusqu’à la chambre de combustion des moteurs (poids lourds, compétition, aéronautique et fusée). Par exemple, le stockage de ces fluides cryogéniques à la pression atmosphérique est une option intéressante, car il réduit la taille des réservoirs grâce à sa haute densité énergétique.

Ces dispositifs impliquent généralement le transfert de liquides cryogéniques d'un réservoir de stockage de grand volume vers les moteurs à l'aide de conduites assez bien isolés thermiquement. Cependant, la prise en compte de l’ébullition lors de ce transfert n’est pas encore bien comprise et nécessite donc des études et analyses numériques approfondies utilisant des logiciels CFD avancées.

Les conditions d'ébullition sévères des écoulements cryogéniques font de la simulation numérique 3D un outil incontournable pour la conception de systèmes de moteurs pour les transports terrestres, aériens et spatiaux.

Profil

Master M2 recherche

• Connaissance des fondamentaux de la mécanique des fluides et de la CFD (théorique et/ou pratique). Idéalement avec une première expérience en CFD dans le cadre d'un stage ou d'un projet avec un logiciel de recherche ou commercial.
• Expérience des langages de programmation (idéalement Python et C++).

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