Research project title
Cavitation-induced erosion related to hydroturbines
Education level
Doctorate
Director/co-director
Director: Fabian Denner
End of display
September 30, 2026
Areas of expertise
Modelling, simulation and finite element methods
Primary sphere of excellence in research
Energy, Water and, Resources
Secondary sphere(s) of excellence in research
Modeling and Artificial Intelligence
Unit(s) and department(s)
Department of Mechanical Engineering
Conditions
La personne candidate retenu a :
- Un diplôme universitaire en génie mécanique, en génie aérospatial, en génie chimique ou dans une discipline connexe.
- De solides expériences en dynamique des fluides et des solides, en thermodynamique et en modélisation numérique.
- Une attitude de travail proactive, axée sur le travail d'équipe et la créativité.
- Expérience de la programmation, de préférence en Fortran ou C/C++, dans le domaine de la modélisation numérique.
- Excellentes compétences en communication écrite et orale en anglais et en français.
La personne sélectionnée commencera ses études entre septembre 2026 et mai 2027.
Detailed description
L’érosion induite par la cavitation constitue un enjeu majeur pour la durabilité et la fiabilité des systèmes hydroélectriques, où l’effondrement de bulles de vapeur génère des charges de pression très localisées capables d’endommager progressivement les composants des turbines. Dans les écoulements cavitants, des structures de bulles complexes se forment, interagissent et s’effondrent de manière collective, produisant des micro-jets, des ondes de choc et des émissions acoustiques qui entraînent une déformation plastique locale et une fatigue oligocyclique des matériaux. Malgré des avancées importantes en mécanique des fluides et en dynamique des bulles, il demeure difficile de relier quantitativement l’activité de cavitation à l’érosion des matériaux, en particulier dans des conditions représentatives des turbines hydroélectriques. Le développement d’outils prédictifs fiables permettant de diagnostiquer l’agressivité de la cavitation et d’anticiper l’érosion reste donc un défi scientifique et industriel de premier plan.
Je suis à la recherche d’une personne étudiante au doctorat pour rejoindre mon groupe de recherche au sein du département de génie mécanique de Polytechnique Montréal et travailler sur un projet de recherche portant sur la modélisation et la quantification de l’intensité et de l’agressivité de la cavitation. Le projet combinera des simulations numériques haute fidélité d’écoulements polyphasiques compressibles et les données expérimentales de nos collaborateurs, afin d’analyser la dynamique des structures de cavitation, leurs émissions acoustiques et la réponse des matériaux. La personne étudiante développera des descripteurs physiquement fondés de la cavitation, exploitera des techniques avancées de traitement de données (p. ex. POD) et contribuera à l’élaboration d’un modèle d’érosion à ordre réduit intégrant des approches physiques, stochastiques et d’apprentissage automatique. Ce projet offre un environnement de formation unique à l’interface entre mécanique des fluides, modélisation numérique et analyse de données en utilisant des ressources de calcul haute performance.
Les candidats intéressés peuvent contacter Fabian Denner par courriel, en utilisant la ligne objet « Prédiction de la cavitation ».
Financing possibility
Le candidat retenu se verra offrir une bourse compétitive. Le financement de la participation à des conférences scientifiques et de la visite de nos partenaires de projet est également disponible.
