Stage CEMEF 2022 : Modélisation d’une expérience de solidification sur refroidisseur dans l’ISS

Description de l'offre

Objectif
Simulation thermo-hydraulique de la solidification sur refroidisseur d’une goutte d’acier en lévitation
Contexte
Le projet de l’agence spatiale européenne Chill Cooling for the ElectroMagnetic Levitator in relation with Continuous Casting (CCEMLCC) s’intéresse à la solidification d’une goutte d’acier sur substrat. L’objectif est à la fois de représenter le refroidissement directionnel ayant lieu dans une machine de coulée continue et de valider des développements logiciels de modélisation de la solidification. Deux thèses ont défini le cadre général de la modélisation, qui incluent une solution thermo-hydraulique couplée à une interface métal-gaz décrite par une méthode level set. La tension de surface et l’échange d’énergie avec le refroidisseur sont les principaux phénomènes expliquant la déformation de la forme de la goutte métallique au cours de sa solidification, initialement sphérique en lévitation et finalement oblongue en contact avec le substrat [Saa2016, Aal2020].
Les simulations sont encore limitées à une approche bidimensionnelle, principalement due aux temps de calculs prohibitifs. Dans ce projet, la simulation sera reprise et réduite pour se concentrer sur les seuls bilans d’énergie et de quantité de mouvement. On bénéficiera des ressources de calcul récemment arrivées au CEMEF pour tenter une simulation tridimensionnelle de l’expérience réalisée en avril 2019 dans l’ISS.

Plus d'infos sur :
https://www.cemef.minesparis.psl.eu/wp-content/uploads/2021/12/Stage-CEMEF-2022_CHILLSOL-fr.pdf

Profil recherché

Compétences requises
Formation en mécanique des milieux continus et simulation numérique

À propos de Mines Paristech - Cemef

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé). Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau : élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…). Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique. C’est un centre de recherche de MINES ParisTech, associé au CNRS. - Vous travaillez dans l'industrie (PME ou grand groupe), vous souhaitez maîtriser, améliorer, innover dans la fabrication de vos produits, dans la conception de vos procédés,…