DAM : Sujet de thèse SL-DAM-17-0383 - instn

Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Institut national des sciences et techniques nucléaires
www-instn.cea.fr
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DAM : Sujet de thèse SL-DAM-17-0383
DOMAINE DE RECHERCHE
Energie, thermique, combustion, écoulements / Sciences pour l'ingénieur
INTITULÉ DU SUJET
Mélanges turbulents compressibles en présence d'un fort rayonnement
RÉSUMÉ DU SUJET
Les mélanges turbulents jouent un rôle fondamental dans l'évolution des étoiles. Par exemple, ils peuvent modifier la durée de vie des
étoiles de la séquence principale ainsi que l’abondance de certains de leurs composés (Lignières, A&A, 1999). Ces mélanges turbulents
sont générés et entretenus par de nombreux mécanismes et en particulier par des instabilités de type convectif (Canuto, A&A, 2011). Par
ailleurs, l’interaction choc-turbulence peut également jouer un rôle dans certaines étoiles telles que les variables céphéides (Gillet et al.,
A&A, 1998). En conséquence, étudier le développement de mélanges turbulents en présence d’instabilités convectives et de chocs est
un enjeu important de la modélisation stellaire.
Dans ce cadre, les zones de mélange turbulent générées par des instabilités de Rayleigh-Taylor et de Richtmyer-Meshkov constituent
deux écoulements de référence dont l’étude est susceptible d’améliorer notre compréhension des mélanges stellaires. Ces deux
écoulements ont déjà fait l'objet de nombreux travaux théoriques, expérimentaux et numériques (Sharp, Physica D, 1984 ; Brouillette,
ARFM, 2002). Cependant, la majorité de ces études se restreint à des situations où le rayonnement est absent. Au contraire, dans les
étoiles, la prise en compte du rayonnement est essentielle : ce dernier est généralement plus efficace pour transporter les fluctuations de
température que les mouvements turbulents eux-mêmes. La comparaison de ces deux modes de transport se fait à l'aide d'un nombre
sans dimension appelé nombre de Péclet. Dans les étoiles, les mélanges turbulents sont alors généralement caractérisés par un nombre
de Péclet petit devant un.
Ainsi, l'objectif de la thèse est d'étudier les mélanges turbulents générés par les instabilités de Rayleigh-Taylor et de Richtmyer-Meshkov
en présence de rayonnement, dans la limite des faibles nombres de Péclet.
Pour cela, un code résolvant les équations de Navier-Stokes sera modifié pour y inclure un couplage avec un champ radiatif, à l'équilibre
et dans la limite de diffusion. Ce code servira à faire des simulations directes dans la limite des petits nombres de Péclet et à valider les
théories asymptotiques proposées dans ce régime (Lignières, A&A, 1999 ; Soulard et al, proc. IWPCTM 15).
FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ
Master 2, ingénieur+Master 2, mécanique des fluides, simulation numérique
INFORMATIONS PRATIQUES
DCSA
SSEL
Centre : DAM Ile de France
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2017

Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Institut national des sciences et techniques nucléaires
www-instn.cea.fr
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PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT
Olivier Soulard
CEA
DAM/DCSA/SSEL/LLPE
CEA, DAM, DIF,
F-91297 Arpajon,
France.
Téléphone : [phone]
Email : [email protected]
UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Diderot (Paris 7)
Sciences Mathématiques de Paris Centre
DIRECTEUR DE THÈSE
Xavier Blanc
CEA
DAM/DCSA/SSEL/LCLE
CEA/DAM Ile de France
Bruyeres le Chatel
91297 Arpajon
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