Au sein de Safran Aerosystems (SAO) , sur le site de Roche-la-Molière, les pompes centrifuges fonctionnant au kérosène destinées à différentes applications aéronautiques (avions, hélicoptères, drones, etc.) constituent des équipements stratégiques. Leur développement et leur prédimensionnement hydraulique reposent de plus en plus sur des outils de simulation numérique CFD, principalement via la suite ANSYS.

Ces simulations permettent de prédire les performances hydrauliques, les efforts exercés sur les parties tournantes et les rendements des équipements. Les travaux de validation et d'optimisation menés ces dernières années ont permis de fiabiliser ces méthodes et d'améliorer la conception des pompes dès les premières phases de développement.

Toutefois, les modèles actuels reposent sur des hypothèses de calcul héritées d'anciennes limitations informatiques. Les progrès des capacités de calcul permettent désormais d'intégrer des géométries plus complexes et d'étudier des phénomènes jusqu'alors peu explorés, notamment les écoulements diphasiques liés à la cavitation ou au dégazage.

Aujourd'hui, les simulations sont principalement réalisées avec des modèles de turbulence RANS k-ε, performants pour l'évaluation des performances globales mais limités pour l'étude des phénomènes instationnaires et diphasiques. Dans ce contexte, l'outil CFD Yales2, en cours de déploiement chez Safran, offre de nouvelles perspectives grâce à son approche LES, plus adaptée à l'analyse des phénomènes turbulents complexes, de la cavitation et du dégazage.

Enfin, un groupe de travail dédié (COP CFD) a pour mission d'évaluer et de comparer les différents outils CFD afin de recommander la solution la plus adaptée à chaque problématique physique.

Fort de ces constats, les objectifs du stage vont être multiples :
• Amélioration de l'approche historique de modélisation pompe (FLUENT) avec la prise en compte des chicanes et de l'équilibrage de la roue
• Valider cette approche par une comparaison modèle/mesures sur les performances de la pompe, les efforts fluidiques engendrés, etc.
• Réaliser une modélisation pompe grâce au code de calcul Yales 2 et apporter une comparaison par rapport au cas de référence FLUENT validé par essais
• Conclure quant aux avantages et inconvénients des deux codes de calcul, conclure quant à l'intérêt de la modélisation LES dans le calcul de performance de pompe
• Ecrire un guide de modélisation pour la modélisation CFD d'une pompe grâce au code de calcul Yales2

Grâce à ce stage, un modèle LES dynamique de pompe sous Yales2 sera créé. Il pourra alors être envisagé de tester un écoulement diphasique afin de poser les premières briques de modélisation des écoulements diphasiques dans les pompes, écoulements qui serviront à termes à prendre en compte les phénomènes de cavitation et le dégazage.

Étudiant de l'enseignement supérieur avec une spécialisation en mécanique des fluides, énergétique, aérospatial ou simulation numérique. Le candidat possède de solides connaissances en mécanique des fluides, turbulence et méthodes CFD, ainsi qu'un intérêt marqué pour les problématiques de conception et d'optimisation des systèmes aéronautiques.

Curieux et rigoureux, il maîtrise ou souhaite développer ses compétences sur des outils de simulation tels qu'ANSYS Fluent/CFX et présente une appétence pour la programmation, le traitement de données et l'analyse de résultats numériques. Une connaissance des modèles de turbulence (RANS, LES) et des phénomènes liés aux écoulements diphasiques, à la cavitation ou au dégazage constituerait un atout.

Doté d'un bon esprit d'analyse et d'une capacité à travailler en équipe, le candidat sera amené à contribuer à l'évaluation de nouvelles méthodologies CFD et à participer à l'amélioration des outils de simulation utilisés pour le développement des pompes centrifuges aéronautiques de demain.

Ce stage représente une opportunité de travailler sur des problématiques à forte valeur ajoutée technique, au cœur des enjeux de performance et d'innovation de Safran AEROSYSTEMS.

Des connaissances en anglais et en hydraulique sont des atouts indéniables à la candidature.