Stage : Traitement des conditions aux limites de type multi-point constraints dans le code HPC de mé H/F
"Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international.
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Stage
Traitement des conditions aux limites de type multi-point constraints dans le code HPC de mé H/F
Traitement des conditions aux limites de type multi-point constraints dans le code HPC de mécanique du solide HELIX
6 mois
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, notamment pour les énergies bas carbone (nucléaire et renouvelables). Il développe des outils de simulation avancés en mécanique non linéaire du solide, dont la proto-application HELIX pour atteindre de bonnes performances HPC. A terme, les contributions de ce stage visent à enrichir la plate-forme numérique PLEIADES développée par le CEA en partenariat avec EDF et FRAMATOME et dédiée à la simulation du comportement des combustibles, depuis la fabrication jusqu'au comportement en réacteur, puis lors du stockage. Avec HELIX, le CEA vise à mettre en place un outil informatique haute performance qui permettra dans quelques années de modéliser en 3D le comportement des combustibles sur des résolutions et avec des physiques inaccessibles pour le moment.
La proto-application HELIX se base sur la bibliothèque éléments finis open source MFEM. La bibliothèque MFEM permet de prototyper rapidement des codes parallèles basés sur des équations aux dérivées partielles (PDE) discrétisées avec des éléments finis d'ordre élevé et des temps de restitution cours. MFEM gère des conditions aux limites standards (conditions de Dirichlet et Neumann), mais ne propose pas de fonctionnalités clé en main pour la gestion de conditions aux limites complexes de type multi-points contraints (MPC), par exemple une condition du type "un plan reste un plan". Ce type de conditions est classique dans le domaine de la mécanique des structures et c'est un besoin pour les modélisations 3D visées.
L'objet du stage est le développement, dans le code HELIX, des fonctionnalités liées à ces conditions aux limites de type MPC. Elles devront être compatibles avec l'architecture de code massivement parallèle que propose MFEM.
Afin de valider l'approche, il s'agira ensuite de réaliser différents cas d'étude mécanique. Des benchmarks et des tests d'extensibilité seront aussi mis en œuvre pour analyser les performances. Il sera aussi intéressant de vérifier l'impact de l'introduction des termes des MPC dans les matrices assemblées. Le comportement peut être différents dans les différents solveurs itératifs parallèles utilisables dans MFEM, notamment sur la robustesse et la précision.
Référence: R. Anderson, J. Andrej, A. Barker, J. Bramwell, J.-S. Camier, J. Cerveny V. Dobrev, Y. Dudouit, A. Fisher, Tz. Kolev, W. Pazner, M. Stowell, V. Tomov, I. Akkerman, J. Dahm, D. Medina, and S. Zampini, MFEM: A Modular Finite Element Library, Computers & Mathematics with Applications, in press, 2020. Also available as arXiv:1911.09220.
"Moyens de calcul : HPC, Langage : C++, Bibliothèques : MPI
"3ème année d'école d'ingénieur ou étudiant en Master 2.Maîtrise souhaitée des éléments finis (bases théoriques et pratiques).La connaissance du C++, de la bibliothèque MPI ou des notions de mécanique du solide constituent un plus pour ce stage.
28-02-2024
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