Offre de Stage M2 (2025-2026) sujet 2
Offre de stage
Stage de recherche en mécanique des fluides (niveau Master 2, 6 mois)
« Étude de la fusion d'un milieu poreux saturé par simulations numériques basées sur la méthode de l’équation de Boltzmann sur réseau (MELTPORE) »
Le phénomène de fusion (ou de solidification) dans un milieu poreux saturé, où peuvent se développer des mouvements de convection thermique, est au cœur de nombreuses problématiques industrielles et géophysiques. Dans le premier cas, on peut citer le stockage d’énergie dans des matériaux à changement de phase ; dans le second, la modélisation de la fonte du pergélisol ou la dynamique saisonnière et pluriannuelle de la glace de mer.
Nous proposons d’aborder la simulation de ces phénomènes par une approche numérique en utilisant la méthode de Boltzmann sur réseau (LBM), déjà employée par Rabbanipour et al. (Phys. Rev. Fluids 3, 053501 (2018)) pour décrire la fusion d’un matériau pur en contact avec un écoulement convectif turbulent. Ce stage s’inscrit dans cette continuité en considérant le cas d’un matériau poreux saturé et soumis à convection naturelle ou forcée, afin de quantifier la dynamique de fusion (front solide-liquide, morphologie, taux de fusion, transfert de chaleur) au moyen d’une approche numérique LBM.
Objectifs
• Développer un modèle LBM adapté à un milieu poreux avec changement de phase (fusion).
• Simuler la fusion convective dans un milieu poreux et analyser l’influence des paramètres sur le transfert thermique, la morphologie du front et la vitesse de fusion.
• Comparer les comportements obtenus aux études classiques de fusion convective et identifier dans quelle mesure la porosité ou le modèle poreux modifient les lois d’échelle, les corrélations et la dynamique du système.
Durée : 6 mois, début prévu début 2026
Lieu : Unité de Mécanique de Lille (UML) www.uml.univ-lille.fr
Encadrement et équipe scientifique : Enrico Calzavarini, Silvia C. Hirata et collaboration avec le laboratoire IEMN (F. Zoueshtiagh, A.Duchesne).
Prérequis : Être inscrit(e) en Master 2 (dans un établissement français). Bonnes connaissances en mécanique des fluides et turbulence ; expérience en programmation (C et Python) ; maîtrise de l’anglais.
Candidature : Envoyer un email à enrico.calzavarini@univ-lille.fr avec comme objet MELTPORE.