CENTRALE LYON - Post-Doctorant : Simulations à échelle résolue des instabilités aéroélastiques dans une fan de compresseur

Coordonné par la chaire industrielle CONDOR de l'Ecole Centrale de Lyon, le candidat travaillera également en étroite coopération avec Safran Aircraft Engines, impliquant des échanges réguliers. Des stages mutuels avec les instituts partenaires sont prévus lors du développement de la méthode.

Présentation de la ou les thématiques :

La transition vers une aviation climatiquement neutre pose des défis critiques pour les turbomachines, notamment dans l'optimisation des pales de rotor flexibles sous des charges aérodynamiques élevées (instationnaires). Ces pales subissent des déformations statiques et dynamiques lorsqu'elles sont exposées à des forces fluides-dynamiques complexes, entraînant des interactions aéroélastiques pouvant provoquer des défaillances des composants. Les approches actuelles reposent sur des marges de sécurité généreuses, ce qui entraîne une augmentation du poids et de la consommation de carburant.

La conception aéroélastique intentionnelle offre des solutions prometteuses, mais son développement est freiné par le manque de méthodes de prédiction aéroélastiques rapides et précises, ainsi que par des lacunes dans la compréhension des interactions fluide-structure dans les systèmes de turbomachines.

La chaire CONDOR, une collaboration entre Safran Aircraft Engines et l'École Centrale de Lyon, se concentre sur les instabilités aéroélastiques dans les architectures modernes de fans et de compresseurs à très fort taux de dilution pour l'aviation civile. Dans le cadre de ces recherches, l'étage composite ECL5 a été développé et testé, révélant des interactions aéroélastiques significatives sous des charges aérodynamiques élevées. Cependant, la simulation de ces conditions reste extrêmement complexe et nécessite des méthodes numériques avancées.

L'objectif de cette recherche postdoctorale est de développer un cadre de couplage LES-Interaction Fluide-Structure pour l'étage de fan ECL5 dans des conditions de régime partiel. En s'appuyant sur la faisabilité des récentes simulations LES, ce projet intégrera un couplage dynamique-structurel pour atteindre une simulation aéroélastique totalement couplée.

Plan de recherche et tâches :

• Cadre de mappage des modes : établir une méthode pour mapper les modes structurels, obtenus à partir d'expériences et de calculs FEM, sur le maillage de surface utilisé par le solveur fluide (AVBP).

• Couplage des déformations : implémenter et coupler la déformation du maillage de surface aux nœuds de volume dans AVBP, garantissant la transmission précise des déformations structurelles dans le domaine fluide.

• Validation LES : réaliser des simulations d'écoulement sur l'étage de fan ECL5 dans des conditions de régime partiel, et valider le cadre en le comparant aux données expérimentales disponibles et aux résultats existants en URANS.

Ce travail sera réalisé en étroite collaboration avec Cerfacs, Safran Aircraft Engines et l'École Centrale de Lyon, avec des échanges fréquents entre les institutions. Le candidat retenu sera intégré au groupe Turbomachines au sein du Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA) à l'École Centrale de Lyon.

Diplômes : engineering : PhD

Expérience :

Tous les travaux doivent être menés en coordination avec le groupe de recherche, ce qui nécessite une excellente communication et un excellent travail d'équipe. Il est attendu que le candidat possède une solide expérience en méthodes numériques, en dynamique des fluides et en mécanique des structures ainsi que des principes fondamentaux en aérodynamique des turbomachines.

Les candidats doivent être en mesure de compléter un doctorat (avant le début du post doc) ou avoir suivi (< 4 ans) un doctorat.

Un excellent anglais est requis.

Profil du candidat :

• Doctorat en mécanique des fluides ou domaine connexe

• Maîtrise de l'anglais et/ou du français

• Solide expérience en méthodes numériques et dynamique des fluides numérique

• Excellentes compétences en communication et travail en équipe

• Expérience en mécanique structurelle et en aérodynamique des turbomachines est un plus.