Fiche creation ens - Accueil - Université Claude Bernard Lyon 1

Campagne d'emplois 2012
CREATION
LYON 1
Implantation de l'emploi demandé : FST-Département de Mécanique
Nature de la demande
C : création
Ordre de priorité : 1
Nature de l'emploi : MCF
Publication :
OUI
NON
Discipline CNU : 60
Profil journal officiel :
Mécanique des fluides et interaction fluide-structure
Fluid Mechanics and fluid-structure interaction
Qualification de la demande :
Profil Enseignement :
Filières d'enseignement concernées
• Licence STS parcours « Mécanique » et « Ingénierie Mécanique ».
• Master « MEGA » : spécialité à finalité professionnelle « Ingénierie Mécanique &
Energétique »
Objectifs pédagogiques et besoins d'encadrement :
Au sein des enseignements de Mécanique & du Génie civil, les besoins dans le domaine de la
mécanique appliquée sont importants et existent à tous les niveaux : en Licence mention
« Mécanique et Génie Civil » et en Master au sein des spécialités à finalité professionnelle
« Ingénierie Mécanique & Energétique » et « Génie Civil et Infrastructures ».
Plus particulièrement, nous cherchons à renforcer la professionnalisation des enseignements
de Mécanique et à développer des enseignements de haut niveau dans les domaines de la
production et la conversion d’énergie, qui sont, avec les industries automobile et
l'aéronautique, les principaux secteurs d'embauche de nos étudiants.
Profil pédagogique demandé :
Le (La) candidat(e) doit justifier d’une bonne maîtrise des applications de la mécanique des
fluides et des transferts de masse et de chaleur aux systèmes de production et de
transformation d’énergie, sources de débouchés pour de nombreux étudiants. Il (elle) assurera
des enseignements dans ce domaine et participera au développement de nouveaux cours et
travaux pratiques en relation avec la spécialité à finalité professionnelle "Ingénierie
Mécanique et Energétique" du master MEGA.
Il (elle) aura également à intervenir dans les enseignements de méthodes numériques en
Licence et de mécanique générale dans le cursus préparatoire.
Il (elle) doit posséder une bonne maîtrise du calcul scientifique haute performance, une
expérience dans l'utilisation de codes de simulations numériques en usage dans le monde
industriel. Des potentialités de développement des relations avec le milieu industriel seront
bien appréciées.
Profil Recherche : Mécanique des fluides et interaction fluide-structure
Contexte national et international de la demande :
Le LMFA poursuit depuis de nombreuses années des recherches visant à améliorer les
performances des machines tournantes utilisées en Aéronautique ou dans la Production et
Conversion d’Energie. Jusqu’à présent, les progrès reposaient pour beaucoup sur une
meilleure compréhension des phénomènes aérodynamiques instationnaires présents dans ces
machines. Les nouvelles normes de pollution et de réduction de la consommation énergétique
imposeront à la prochaine génération de turbomachines des conditions de fonctionnement
proches de leur limite de résistance mécanique. En particulier, les couplages aéroélastiques
induits par les fortes charges nécessaires peuvent conduire à des ruptures de la structure
solide, soit par fatigue en réponse à des sollicitations du champ aérodynamique, soit sous
l’effet d’efforts extrêmes dans le cas d’instabilités de flottement. Les modèles actuels étant
incapables de prédire le comportement des machines lors d’incursions de fonctionnement
dans les zones dangereuses, il importe de développer des recherches approfondies dans le
domaine de l’interaction fluide-structure sous excitation aérodynamique. Ce constat a conduit
les laboratoires de Mécanique de l’Institut Carnot I@L à proposer un projet Equipex
fédérateur dans ce domaine, PHARE, qui a été retenu, et qui va accélérer le développement de
recherches à l’interface entre Mécanique des Fluides, Mécanique des Solides et Matériaux. La
présente demande de poste s’inscrit dans cette perspective de renforcement des interactions
entre disciplines, qui constituent un enjeu clé, à la fois scientifique et économique, pour les
prochaines années tant dans les domaines de la propulsion aéronautique que de la production
d’énergie.
Sur le plan de l’enseignement, le renforcement des enseignements relatifs à l’Energétique, et
plus particulièrement la Conversion et la Production d’Energie, en coordination avec les
enseignements déjà en place dans le parcours Génie Civil, correspond à un besoin fort pour
accompagner la demande dans le secteur industriel.
Profil :
Le (la) candidat(e) développera ses recherches au sein de l’équipe Turbomachines du LMFA
et sera amené(e) à travailler en relation forte avec d’autres équipes du laboratoire (Turbulence
et Stabilité, Acoustique).
Il (elle) aura acquis une expertise reconnue en simulation numérique des écoulements
compressibles. De solides connaissances en Aérodynamique instationnaire sont demandées, et
des compétences en aéroélasticité et sur les méthodes numériques de couplage fluide-structure
seront appréciées. Il (elle) saura collaborer avec des spécialistes de Mécanique des Structures
et des Matériaux, afin de développer des modèles de couplage fluide-structure sous excitation
aérodynamique dans les turbomachines (compresseurs aéronautiques, turbines en conversion
d’énergie). Ceux-ci seront validés en interaction avec les expérimentateurs dans le cadre de
l’Equipement d’Excellence Phare.
English version:
The research in the Turbomachinery team of the LMFA aims at improving the performance
of rotating equipment in Aeronautical or Energy Conversion. Until now, progress rested
heavily on a better understanding of unsteady aerodynamic phenomena in these machines.
The new pollution standards and the limitation of energy resources push the next generation
of turbomachinery to the limit of safe operating conditions, increasing the risks of mechanical
breakage. In particular, the aeroelastic coupling induced by heavy aerodynamic loading can
lead to rupture of the solid structure, due either to fatigue in response to stresses of
aerodynamic field, or strong stress amplitude in the case of flutter instabilities. Since current
models are unable to predict the behaviour of the machines during transient operation in
hazardous areas, it is important to develop extensive research in the field of fluid-structure
under aerodynamic excitation.
This position of Assistant Professor is open to a young researcher in Fluid Mechanics who
will perform his research activity within the Turbomachinery team of the LMFA, but also in
close interaction with other teams of the laboratory (Turbulence and Stability, Acoustics).
He (she) must have solid knowledge in unsteady aerodynamics and a recognized expertise in
numerical simulation of compressible flows.
Skills in aeroelasticity and in numerical methods for fluid-structure interaction will be
appreciated. He (she) will collaborate with experts in Mechanics of Structures and Materials
to develop models for strong aeroelastic coupling in turbomachinery (compressors for
aeronautics, turbine for energy conversion).
Présentation du laboratoire et de l’équipe d’accueil :
Le LMFA est une Unité Mixte de Recherche rattachée au CNRS, à l’Ecole Centrale de Lyon,
à l’Université Claude Bernard Lyon 1 et à l’INSA de Lyon. Il est membre de l'Institut Carnot
Ingénierie@Lyon.
L’activité du Laboratoire est organisée autour de quatre groupes de recherche : Centre
Acoustique, Fluides complexes et Transferts, Turbomachines, Turbulence et Stabilité.
Les recherches portent sur la physique et la modélisation de la turbulence, les instabilités
hydrodynamiques, les écoulements diphasiques, la mécanique des fluides environnementale,
l’aérodynamique interne, les phénomènes thermiques couplés, l’aéroacoustique, la
propagation acoustique, les méthodes de résolution des équations de Navier-Stokes, le
contrôle actif ou passif des écoulements, la microfluidique.
Ces recherches donnent lieu à de nombreuses collaborations avec les acteurs industriels ou
institutionnels des secteurs des Transports, de l’Environnement et l’Energie. L’objectif est
d’apporter aux concepteurs les outils d’analyse et de modélisation leur permettant d’optimiser
leurs produits ou leurs procédés et d’en réduire l’impact énergétique et environnemental.
Le LMFA accueille 98 permanents : 20 Chercheurs CNRS , 44 Enseignants-Chercheurs (dont
16 de l’UCBL), 36 ITA et BIATOS (dont 1 UCBL), ainsi que 85 doctorants et postdoctorants. Il publie en moyenne 60 articles par an dans des revues WoS, et plus de 100
communications à des congrès. Ses ressources propres annuelles’élèvent à 2,5 M€, dont la
moitié proviennent de l’activité partenariale avec les industriels, et environ 400 K€ de l’ANR
et 400 K€ de contrats CEE.
L’équipe d’accueil pour ce poste est le groupe Turbomachines, un des quatre groupes de
recherche du LMFA (UMR CNRS 5509). La spécificité de ce groupe repose, dans un
contexte universitaire, sur des activités de recherches dont le support est souvent fourni par
l’entreprise. La problématique part de la turbomachine industrielle pour diffuser vers de
nombreux phénomènes physiques qui sont analysés au sein du groupe sous leurs formes
‘élémentaires’ et/ou couplées.
La marque distinctive du Groupe Turbomachine est de fonder ses activités sur une forte
composante expérimentale, tant avec de grands bancs d’essais de compresseurs à haute vitesse
(1MW et 2MW) qu’avec des souffleries basse vitesse (grilles d’aubes). Les simulations
numériques URANS, et aujourd'hui LES et SPH, sont également fortement développées pour
le contexte des Turbomachines, et servent maintenant de support aux expériences.
Equipe(s) de recherche concernée(s) le cas échéant :
Type
N°
(UMR, EA, JE, ERT)
UMR-CNRS
5509
Contexte national et international de la demande :
Le LMFA est une Unité Mixte de Recherche rattachée au CNRS, à l’Ecole Centrale de Lyon,
à l’Université Claude Bernard Lyon 1 et à l’INSA de Lyon. Il est membre de l'Institut Carnot
Ingénierie@Lyon.
L’activité du Laboratoire est organisée autour de quatre groupes de recherche : Centre
Acoustique, Fluides complexes et Transferts, Turbomachines, Turbulence et Stabilité.
Les recherches portent sur la physique et la modélisation de la turbulence, les instabilités
hydrodynamiques, les écoulements diphasiques, la mécanique des fluides environnementale,
l’aérodynamique interne, les phénomènes thermiques couplés, l’aéroacoustique, la
propagation acoustique, les méthodes de résolution des équations de Navier-Stokes, le
contrôle actif ou passif des écoulements, la microfluidique.
Ces recherches donnent lieu à de nombreuses collaborations avec les acteurs industriels ou
institutionnels des secteurs des Transports, de l’Environnement et l’Energie. L’objectif est
d’apporter aux concepteurs les outils d’analyse et de modélisation leur permettant d’optimiser
leurs produits ou leurs procédés et d’en réduire l’impact énergétique et environnemental.
Le LMFA accueille 98 permanents : 20 Chercheurs CNRS, 42 Enseignants-Chercheurs (dont
14 de l’UCBL), 36 ITA et BIATOS (dont 1 UCBL), ainsi que 85 doctorants et postdoctorants. Il publie en moyenne 60 articles par an dans des revues WoS, et plus de 100
communications à des congrès. Ses ressources propres annuelles s’élèvent à 2,5 M€, dont la
moitié proviennent de l’activité partenariale avec les industriels, et environ 400 K€ de l’ANR
et 400 K€ de contrats CEE.
L’équipe d’accueil pour ce poste est le groupe Turbomachines, un des quatre groupes de
recherche du LMFA (UMR CNRS 5509). La spécificité de ce groupe repose, dans un
contexte universitaire, sur des activités de recherches dont le support est souvent fourni par
l’entreprise. La problématique part de la turbomachine industrielle pour diffuser vers de
nombreux phénomènes physiques qui sont analysés au sein du groupe sous leurs formes
« élémentaires » et/ou couplées.
La marque distinctive du Groupe Turbomachine est de fonder ses activités sur une forte
composante expérimentale, tant avec de grands bancs d’essais de compresseurs à haute vitesse
(1MW et 2MW) qu’avec des souffleries basse vitesse (grilles d’aubes). Les simulations
numériques URANS, et aujourd'hui LES et SPH, sont également fortement développées pour
le contexte des Turbomachines, et servent maintenant de support aux expériences.
Publications récentes de l’équipe (quatre dernières années) :
Andrea Amicarelli, Jean-Christophe Marongiu, Francis Leboeuf, Julien Leduc, Joëlle Caro
SPH truncation error in estimating a 3D function
Computers & Fluids, Volume 44, Issue 1, May 2011, Pages 279-296
Andrea AMICARELLI, Jean-Christophe MARONGIU, Francis LEBOEUF, Julien LEDUC, Magdalena
NEUHAUSER, Le FANG, Joëlle CARO (2011).
SPH truncation error in estimating a 3D derivative
Int. J. Numer. Methods Eng. . doi:10.1002/nme.3131,
N. GOURDAIN, S. BURGUBURU, Francis LEBOEUF, G.J. MICHON (2010).
Simulation of rotating stall in a whole stage of an axial compressor
Comput. Fluids 39, 1644–1655.
Adrien CAHUZAC, Jérôme BOUDET, P. BORGNAT, Emmanuel LÉVÊQUE (2010).
Smoothing algorithms for mean-flow extraction in large-eddy simulation of complex turbulent flows
Phys. Fluids 22, 125104
Nicolas BULOT, Xavier OTTAVY, Isabelle TRÉBINJAC (2010).
Unsteady pressure measurements in a high-speed centrifugal compressor
Journal of Thermal Science 19, 1–8
Guillaume LEGRAS, N. GOURDAIN, Isabelle TRÉBINJAC (2010).
Numerical analysis of the tip leakage flow field in a transonic axial compressor with circumferential casing
treatment
Journal of Thermal Science 19, 198–205
Jean-Christophe MARONGIU, Francis LEBOEUF, Joëlle CARO, E. PARKINSON (2010).
Free surface flows simulations in Pelton turbines using an hybrid SPH-ALE method
J. Hydraul. Res. 48, 40–49
Nicolas BULOT, Isabelle TRÉBINJAC (2009).
Effect of the unsteadiness on the diffuser flow in a transonic centrifugal compressor stage
Int. J. Rot. Machin. 2009, 932593 (11 pages)
N. GOURDAIN, Francis LEBOEUF (2009).
Unsteady simulation of an axial compressor stage with casing and blade passive treatments
Journal of Turbomachinery 131, 021013 (12 pages).
Isabelle TRÉBINJAC, Pascale KULISA, Nicolas BULOT, Nicolas ROCHUON (2009).
Effect of unsteadiness on the performance of a transonic centrifugal compressor stage
Journal of Turbomachinery 131, 041011 (9 pages)
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