Modélisation numérique de la dynamique temporelle des câbles (H/F)

Nous vous proposons de nous rejoindre en tant qu’étudiant(e) en thèse sur le sujet: “  Modélisation numérique de la dynamique temporelle des câbles (M/F)”, au sein de Airbus SAS (site d'Issy les Moulineaux) et au sein du LAMCOS INSA-Lyon.

La période d'alternance précise entre les deux sites sera définie ultérieurement en accord avec les différentes parties prenantes.

Contexte de la thèse

Les câbles et la connectique associée font partie intégrante des structures aéronautiques, en tant que sous-systèmes mécaniques ou électriques. Quel que soit le cas d’application, l’impact de ces éléments structurels doit être pris en compte dans la simulation des aéronefs ; et leur comportement mécanique, anticipé. 

La simulation des câbles, même lorsqu’elle s’appuie sur les solveurs du commerce les plus récents et les ressources d’un cluster de calcul industriel, ne permet pas aujourd’hui d’obtenir des résultats en des temps raisonnables ; ou seulement peut-être au prix d’une simplification du modèle qui nuit à sa représentativité. Une méthode numérique en rupture avec les approches classiques est donc nécessaire.

Objectifs 

L’objectif scientifique de la thèse consistera à mener une réflexion avancée sur la modélisation de la dynamique des structures en présence de contact et sur les verrous techniques qui limitent l’efficacité des codes de calcul actuels, en particulier la gestion des non-linéarités de contact et le comportement vibratoire large bande (dynamique haute fréquence liée aux chocs de contact). En terme applicatif industriel, il s’agira d’analyser l’effet des paramètres de conception des câbles à un niveau local (agencement des brins et torons / dimensions de la section / matériaux / contraintes résiduelles de fabrication) et global (mise en œuvre et positionnement des câbles / rayon de courbure et longueur / connectique et dispositifs d’attache) sur : 

• les mécanismes tribologiques à l’œuvre au sein des câbles,
• leur comportement dynamique,
• l’état de contrainte interne au cours d’un cycle complet.

Les développements scientifiques qui seront réalisés dans la thèse s’appuieront sur les approches suivantes :

les méthodes éléments finis d’ordre élevé, en particulier l’Analyse Isogéométrique (IGA) qui permet à la fois d’améliorer la représentation géométrique des structures étudiées, de décrire avec précision les comportements haute fréquence et d’atteindre une qualité de solution élevée tout en limitant drastiquement le coût numérique.

Les méthodes de décomposition de domaine multi-échelles adaptées au cas de la dynamique des structures non linéaire, afin de mettre en œuvre le calcul parallèle pour réduire les coûts numériques tout en raffinant la discrétisation (et donc améliorer la précision) des modèles.

La discrétisation temporelle permettant de décrire avec précision les comportements haute fréquence : les approches implicite/explicite ou des alternatives comme les approches espace-temps continues ou discontinues.

La validation des résultats numériques obtenus sera réalisée à la fois par rapport aux solveurs de référence actuels et avec des données expérimentales existantes. La performance de l’approche développée sera en particulier évaluée en termes de précision des résultats et de coût de calcul (CPU et mémoire).

Accueil à moitié chez Airbus (Issy-les-Moulineaux, un ou deux ans), à moitié au LAMCOS (Lyon, un ou deux ans).

La période d'alternance précise entre les deux sites sera définie ultérieurement en accord avec les différentes parties prenantes.

M2 (ou ingénieur) en mécanique ou mathématiques appliquées.

Bonne connaissance des méthodes numériques de résolution des EDP, telles que la méthode des éléments finis.

Compétences en développement informatique avec des langages interprétés (Python) et compilés.