Advanced computing : 1er prix pour l’ONERA

Depuis 2009, la société Atos et le GENCI ont lancé le Prix Joseph Fourier. Cette année, le 1er prix a été attribué à l'ONERA, au titre du défi Firmament (FIber-RegiMe AtoMization simulation for intErfacial area quaNtificaTion), lors de la cérémonie de remise des prix organisée dans les locaux d'Atos à Bezons.

Les récipiendaires, Jean Christophe Hoarau, J.L. Estivalezes, L.H. Dorey, D. Zuzio appartiennent tous au département Multi-physique pour l’énergétique.

Simulation d’une précision inégalée

La simulation effectuée est, à la connaissance de l’ONERA, la représentation existante la plus précise de l'atomisation assistée d'un jet coaxial diphasique. La résolution est suffisante pour représenter toutes les structures d'intérêt dans l'atomisation en régime fibre.
Elle s'inscrit dans le cadre d’un projet qui vise à comprendre et maîtriser les instabilités de combustion dans un moteur-fusée à ergols liquides. Pour cela, la simulation LES implique des modèles qui doivent être calibrés sur des résultats de référence que l'expérience ne parvient pas à fournir dans ces conditions extrêmes.
Il s’agit d’un challenge qui a donné l'opportunité d'effectuer une simulation DNS d'atomisation assistée en régime fibre, avec le code ONERA DYJEAT, déjà éprouvé sur d'autres configurations.

Jean-Christophe Hoarau, rapporte : « Ce travail est avant tout un travail d'équipe et je tiens en premier lieu à remercier mon équipe qui a rendu possible cette simulation frontière : Luc-Henry DOREY pour son expertise dans l'injection de moteur fusée, Davide ZUZIO et Jean-Luc ESTIVALEZES pour leur expertise sur les écoulements diphasiques et Florian GRANGER pour son aide tout au long de ce travail. J'espère que cette simulation, de très grande ampleur, permettra une avancée majeure dans la compréhension de ces écoulements et permettra leur modélisation de façon précise et efficace. Je tiens également à remercier le CCRT pour nous avoir fait confiance dans l'attribution de cette allocation colossale. Enfin je remercie Atos et Genci pour avoir sélectionné ce dossier pour la première place dans la catégorie HPC du prix Joseph Fourier ».

Pour Alain Refloch, chargé de mission « calcul haute performance » (HPC) : « Cette étude s'est réalisée sur la machine du CCRT-E/TGCC du CEA dans le cadre de l'opération grand challenge qui a précédé l'ouverture de la machine à l'ensemble des utilisateurs CCRT. Le dossier ONERA avait été retenu et s'était vu doté de la plus grosse allocation d'heures, soit plus de 40 Mh, ce qui correspond à la consommation de l'ONERA du CCRT-D pendant 11 ans (l'ONERA est actionnaire à hauteur de 1% du centre de calcul). En 2021, c'est le CERFACS qui avait obtenu ce prix. Cette distinction repositionne l'ONERA sur la scène du HPC, ce calcul ayant tourné en parallèle sur 3/4 de la machine soit plus de 86000 cœurs ».

Encourager des vocations

L’équipe est à l'heure actuelle en train d'exploiter cette énorme base de données pour calibrer les modèles très prometteurs, que le département Multi-physique pour l’énergétique est en train de concevoir et d'implémenter dans CEDRE.
Les résultats seront utilisés pour améliorer la modélisation LES de l'atomisation primaire développée dans le code multi-physique de l'ONERA (CEDRE), qui sert aux simulations d'instabilités de combustion. Cette simulation faisait partie du travail de post-doc de Jean-Christophe HOARAU.

La réalisation de simulation frontières met en avant le savoir-faire de l'ONERA et encouragera des vocations.