PhD Cifre Thesis - High order methods development for CFD simulations of contrail jet regime (M/F)

Description de l'offre

Job Description:

Une offre intitulée Développement de méthodes d’ordre élevé pour la simulation aérodynamique du régime de jet des traînées de condensation (h/f) vient de s'ouvrir dans le département Flight Physics Capability Operations au sein d' Airbus Commercial Aircraft à Toulouse .

Votre environnement de travail :

Capitale mondiale de l'aéronautique et capitale européenne de la recherche dans le spatial, Toulouse est une ville dynamique du sud-ouest de la France desservie par un aéroport international. Idéalement située entre la mer Méditerranée et l'océan Atlantique et à proximité des Pyrénées, elle offre de nombreuses possibilités d'activités de plein air !

Parce que nous prenons soin de vous :

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Avantages financiers: Salaire attractif, accords d’intéressement et de participation, plan d'épargne salariale abondé par Airbus, plan d’actionnariat salarié sur la base du volontariat, avec attribution d'actions gratuites en fonction du nombre d’actions souscrites.

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Équilibre vie privée / professionnelle: Des jours de congés supplémentaires pour occasions spéciales et des options de transfert de congés, un comité d'entreprise proposant de nombreuses activités socio-culturelles et d’autres services. 

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Bien-être / santé: couverture complémentaire des frais de santé et de prévoyance (incapacité, invalidité, décès). Selon le site : centre de services de santé, services de conciergerie, salle de sport, application de covoiturage. 

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Développement individuel: des opportunités d’évolution et des possibilités de formations nombreuses (catalogue de plus de 10.000 e-formations disponibles en libre accès pour développer votre employabilité, certifications, programmes de développement accéléré, parcours expert, mobilité nationale et internationale).

Chez Airbus, nous vous aidons à travailler, à vous connecter et à collaborer plus facilement et de manière plus flexible. Partout où cela est possible, nous favorisons la flexibilité dans nos modes de travail afin de stimuler l'esprit d'innovation.

Mission de l’équipe :

La mission du domaine Flight Physics Capability Operations (1GZ) est de soutenir, développer et fournir des moyens et des services de simulation informatique de classe mondiale orientés client, en particulier pour l'aérodynamique, les écoulements multiphasiques, le transfert de chaleur par convection et les disciplines du givrage, par le biais de techniques excellence, innovation continue et engagements réalistes.

Le rôle :

Les traînées de condensation (ou contrails) qui se forment derrière les avions volant à haute altitude constituent la principale source d’impacts climatiques non liés au CO2 provenant de l'aviation. Pour Airbus, la capacité à modéliser et à prédire la formation et l'évolution des contrails, ainsi que leur lien avec les paramètres de conception des avions, est un enjeu majeur pour le développement de la prochaine génération d'appareils. Cette modélisation requiert notamment la capacité de simuler avec précision le régime de jet, première étape de la formation des contrails, qui implique des interactions aérodynamiques complexes entre les jets d'échappement des moteurs et les tourbillons de sillage de bout d’aile sur plusieurs centaines de mètres derrière l'avion.

La simulation du jet moteur par la dynamique des fluides numérique (CFD) classique est complexe en raison de la physique complexe et des grandes échelles spatiales impliquées : les interactions entre les jets-moteurs et les tourbillons de sillage doivent être simulées sur de très longues distances tout en évitant les pertes de précision dues à la dissipation numérique. L'objectif de cette thèse est de relever ces défis en exploitant des techniques de CFD novatrices : les méthodes d'ordre élevé (en particulier la méthode  d'éléments spectraux Galerkin discontinus) qui offrent des niveaux de dissipation plus faibles et permettent ainsi une meilleure précision pour un coût de calcul donné, comparées aux méthodes classiques des volumes finis.

Ces techniques seront d'abord appliquées à des cas simples et académiques, puis étendues à des applications plus complexes, avec pour objectif final la simulation aérodynamique à grande échelle du régime de traînée de condensation d'un aéronef d'intérêt industriel.

Le solveur CFD de nouvelle génération CODA, développé conjointement par Airbus, le DLR et l'ONERA, intègre les méthodes d'ordre élevé requises et sera utilisé pour les simulations.

Les activités du doctorant comprendront la mise en place et l'exécution des simulations, la réalisation d'analyses physiques avancées et la validation des résultats, la proposition et le développement d'approches numériques appropriées, le développement et l'extension de la chaîne d'outils de simulation si nécessaire, ainsi que la production de communications scientifiques (articles et participation à des conférences). Les travaux seront co-animés et co-supervisés par Airbus et par le « Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique » (CERFACS).

Votre carte d'embarquement :

En tant que candidat(e) retenu(e), vous serez en mesure de démontrer les aptitudes et compétences suivantes:

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Diplôme d'ingénieur ou de recherche en Mathématiques Appliquées ou Dynamique des Fluides

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Bonne connaissance des méthodes numériques pour CFD

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Maîtriser la programmation orientée objet (C++,python)

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Communication et collaboration

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Niveau avancé d'anglais

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 A PhD position about the Development of high order methods for the aerodynamic simulation of the contrail jet regime is proposed in the Engineering Flight Physics Capability Team within Airbus Commercial Aircraft in Toulouse .

 Your working environment :

Global capital of aeronautics and European capital for space research, Toulouse is a dynamic city in the southwest of France served by an international airport. Ideally located between the Mediterranean sea and the Atlantic ocean and close to the Pyrenees mountains, it offers plenty of options for outdoor activities!

How we care for you:

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Financial rewards: Attractive salary, agreements on success and profit sharing schemes, employee savings plan abounded by Airbus and employee stock purchase plan on a voluntary basis.

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Work / Life Balance:   Extra days-off for special occasions, holiday transfer option, a Staff council offering many social, cultural and sport activities and other services.

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Wellbeing / Health: Complementary health insurance coverage (disability, invalidity, death). Depending on the site: health services center, concierge services, gym, carpooling application.

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Individual development: Great upskilling opportunities and development prospects  with unlimited access to +10.000 e-learning courses to develop your employability, certifications, expert career path, accelerated development programmes, national and international mobility.

Mission of the team :

The Mission of the Flight Physics Capability Operations domain (1GZ) is to support, develop and deliver world-class customer-oriented computational simulation means and services in particular for Aerodynamics, multi-phase flows, convective heat transfer, and icing disciplines, through technical excellence, continuous innovation and realistic commitments.

The Role :

Condensation trails (or contrails ) formed behind aircraft flying at high altitudes are the primary source of aviation's non-CO2 climate impacts. For Airbus, the ability to model and predict the formation and evolution of contrails, and how they link to aircraft design parameters, is a key topic for developing the next generation of  aircraft. This modeling requires in particular the ability to accurately simulate the jet regime, the first stage of contrail formation, which involves complex aerodynamic interactions between engine exhaust jets and wing-tip wake vortices over several hundred meters behind the aircraft.

Simulating the jet regime using classical Computational Fluid Dynamics (CFD) is challenging due to the complex physics and the large spatial scales involved: the interactions between exhaust jets and wake vortices must be simulated on very long distances while avoiding accuracy loss due to numerical dissipation. The aim of the PhD will be to overcome these challenges by leveraging novel CFD techniques: High-Order methods (specifically the Discontinuous Galerkin Spectral Element Method) which offer lower dissipation levels and therefore enable better accuracy for a given computational cost compared to the classical Finite Volume methods.

These techniques will be applied first to simple, academic cases, and then extended to more complex applications, ultimately targeting the full-scale aerodynamic simulation of the contrail jet regime for an industrially relevant aircraft configuration.

The new-generation CFD solver CODA, jointly developed by Airbus, the DLR (German Aerospace Center), and ONERA (French Aerospace Lab), incorporates the required High-Order methods and will be used for the simulations.

The activities of the PhD candidate will include setting up and running the simulations, performing advanced physical analysis and validation of the results, proposing and developing the appropriate numerical approaches, developing and extending the simulation toolchain when required, as well as producing scientific communication (papers and participation to conferences). The work will be co-hosted and co-supervised by Airbus and by the “Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique” (CERFACS).

Your boarding pass:

As the successful candidate, you will be able to demonstrate the following skills and competencies:

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Engineering or research master degree in Applied Mathematics or Fluid Dynamics

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Good Knowledge of numerical methods for CFD

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Mastering Object oriented programming (C++,python)

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Communication, networking and collaboration

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Advanced level of English 

This job requires an awareness of any potential compliance risks and a commitment to act with integrity, as the foundation for the Company’s success, reputation and sustainable growth.

Company:
Airbus Operations SAS

Employment Type:
PHD, Research

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Experience Level:
Student

Job Family:
Flight & Space Physics

By submitting your CV or application you are consenting to Airbus using and storing information about you for monitoring purposes relating to your application or future employment. This information will only be used by Airbus.
Airbus is committed to achieving workforce diversity and creating an inclusive working environment. We welcome all applications irrespective of social and cultural background, age, gender, disability, sexual orientation or religious belief.

Airbus is, and always has been, committed to equal opportunities for all. As such, we will never ask for any type of monetary exchange in the frame of a recruitment process. Any impersonation of Airbus to do so should be reported to  emsom@airbus.com .

At Airbus, we support you to work, connect and collaborate more easily and flexibly. Wherever possible, we foster flexible working arrangements to stimulate innovative thinking.