Nom du directeur de thèse : Pierre Boivin
E-mail : pierre.boivin@univ-amu.fr
Co-encadrant et contact : Grégoire Varillon
E-mail : gregoire.varillon@univ-amu.fr
Financement : demandé / Type de financement : école doctorale
Contexte : Les structures cohérentes dans les écoulements turbulents se manifestent par des comportements dynamiques organisées au sein du mouvement chaotique de l’écoulement. Leur rôle est primordial dans de nombreuses applications, car elles sont liées à des instabilités (par exemple, le détachement de tourbillons), aux interactions acoustiques, au bruit basse fréquence ou aux interactions fluide-structure. Leur développement peut être préjudiciable (par exemple, les vibrations structurelles) ou bénéfique, car une faible fluctuation initiale peut être fortement amplifiée par les instabilités de l’écoulement.
La méthode des champs moyens linéarisés est une méthode de calcul efficace pour les identifier : les structures les plus énergétiques apparaissent comme les modes propres dominants, ou modes globaux, des équations de Navier-Stokes linéarisées (LNSE) autour d’un écoulement moyen. Dans le domaine fréquentiel, l’analyse en résolvante identifie les structures d’écoulement dominantes et les mécanismes d’amplification à une fréquence donnée. Ces modes propres sont souvent calculés conjointement avec les modes propres adjoints, qui con-tiennent des informations sur le gradient utilisées pour l’analyse de sensibilité ou l’optimisation. Les modes résolvants fournissent également des emplacements de forçage pour un contrôle optimal et permettent une factorisation en un modèle d'ordre
réduit.
Verrou scientifique et objectif de la thèse : Cependant, l’application de ces méthodes à des géométries complexes est actuellement impossible en raison des limitations de mémoire et de temps de calcul. Cette thèse exploitera les techniques d’intégration direct-adjoint et matrix-free, ainsi que l’efficacité des méthodes de Boltzmann sur réseau (LBM), pour obtenir des méthodes de champ moyen linéarisées sur des géométries complexes et de grande taille. Les objectifs de la thèse sont :
- Une méthodologie robuste et bien posée pour réaliser l’analyse en résolvante et l’analyse modale globale avec LBM,
- Un workflow efficace pour le calcul de ces modes sur des configurations complexes,
- Une méthode de contrôle d’écoulement par forçage optimal pour les configurations com-plexes avec LBM.
Profil du candidat :
Vous êtes titulaire d'un master en dynamique des fluides ou avez suivi une formation approfondie en mécanique des fluides, avec notamment des connaissances avancées sur les écoulements turbulents et leur modélisation.
Compétences techniques :
- Indispensable : expérience en dynamique des fluides computationnelle (CFD) et bonnes connaissances des méthodes numériques appliquées à la CFD,
- Indispensable : calcul scientifique, expérience dans le développement de codes et bonnes pratiques de codage,
- Souhaitable : expérience ou connaissances en analyse de stabilité linéaire ou en algorithmes d'optimisation, expérience avec C++.
Compétences relationnelles : maîtrise de l'anglais, rédaction synthétique, envie de communiquer oralement et par écrit sur votre sujet, motivation et autonomie pour la résolution de problèmes.
Vos préférences : développement de méthodes numériques, développement de codes, modélisation basée sur la physique.
