Perturbations extérieures optimales d'un écoulement d'ablation en FCI

Thermohydraulique et mécanique des fluides Stage - Bac+5 - Perturbations extérieures optimales d'un écoulement d'ablation en FCI - H/F La fusion par confinement inertiel (FCI) vise à produire de l'énergie à partir de réactions nucléaires de fusion d'éléments légers. Une voie possible pour obtenir les hautes densités et températures nécessaires au déclenchement de ces réactions consiste à imploser un micro-ballon, rempli d'un mélange fusible, au moyen d'un rayonnement intense. Ce rayonnement provoque une vaporisation violente – ablation – de l'enveloppe du micro-ballon conduisant à l'implosion de celui-ci. La maîtrise des instabilités hydrodynamiques d'ablation est un élément critique pour parvenir au déclenchement des réactions de fusion et pour la réussite de la FCI. La durée limitée d'une implosion met en exergue la nécessité d'identifier les instabilités susceptibles de dominer cet écoulement aux temps courts. Une telle identification peut être menée de manière systématique grâce aux méthodes de l'analyse de stabilité non-modale (cf. Schmid, Ann. Rev. Fluid Mech. 2007). Pour ce stage de master/Bac+5, on se focalise sur l’identification des perturbations extérieures les plus déstabilisantes pour un écoulement d'ablation de type FCI. L’environnement extérieur du micro-ballon au cours d’une implosion de FCI est particulièrement difficile à caractériser et ne reste que partiellement contrôlé. Il est alors pertinent de chercher à identifier les perturbations de cet environnement, ou perturbations extérieures, qui conduiraient à la déstabilisation la plus forte de l’implosion. Une telle identification revient à rechercher des perturbations extérieures optimales, en un sens à définir, de l’implosion. Une telle recherche pour des implosions complètes de micro-ballons est inenvisageable avec les moyens actuels de simulation numérique. A défaut, on propose pour ce stage de caractériser les perturbations extérieures optimales linéaires et les mécanismes de croissance de perturbations pour un écoulement modèle de la phase précoce de l’ablation du micro-ballon. Les calculs correspondants seront menés avec un code numérique de stabilité hydrodynamique existant. Ceci nécessitera d’assimiler dans un premier temps le formalisme de la méthode d’optimisation utilisée (de type direct-adjoint) et d’adapter la formulation du problème d’optimisation au cas à traiter, avant de modifier le code de stabilité hydrodynamique (langage Fortran 90). Les calculs d’optimisation seront menés sur calculateur du CCRT et l’analyse des résultats sera effectuée dans Matlab avec des outils dédiés déjà élaborés. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.