Research project title
Development of a frequency method for the modelling of material removal phenomena in aerospace applications
Education level
Doctorate
Director/co-director
Director: Alain Batailly
End of display
September 30, 2025
Areas of expertise
Aerospace, aeronautical and automotive engineering
Modelling, simulation and finite element methods
Unit(s) and department(s)
Department of Mechanical Engineering
Laboratory for Acoustics and Vibration Analysis (LAVA)
Conditions
Financement assuré par une Chaire de Recherche du Canada, montant du salaire à discuter en entrevue.
Detailed description
Contexte industriel et académique
Le projet de recherche proposé vise à développer un outil numérique permettant de modéliser numériquement des phénomènes vibratoires non linéaires associés à un enlèvement de matière lors d'interactions structurales. Sur base d'une méthodologie fréquentielle développée récemment au laboratoire, il est proposé de développer une procédure de prise en compte de phénomènes d'enlèvement de matière directement intégrée au solveur non linéaire de type Newton-Raphson. La méthodologie développée aura des applications directes dans le domaine aéronautique pour la modélisation de phénomènes d'usure du carter de moteurs d'avion dans le contacts aube/carter. Elle permettra d'analyser qualitativement certains types d'interaction apparaissant suite au creusement de lobes d'usure dans le carter, ce qui est impossible à prendre en compte dans le domaine fréquentiel avec les outils actuels.
Le travail de recherche sera effectué au Laboratoire d'Analyse Vibratoire et Acoustique (https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/) (LAVA) de Polytechnique Montréal au Canada. Le candidat recruté travaillera à Montréal, dans les locaux du LAVA.
Problématique et objectifs
Le projet de recherche se décompose en trois objectifs principaux.
- preuve de concept. Cet objectif a pour but de permettre la mise en place d'une loi d'enlèvement de matière simplifiée (reposant, par exemple, sur une loi de type Archard) et de la coupler au solveur non linéaire. Une vérification croisée avec une procédure d'intégration temporelle permettra de confirmer la validitié des solutions obtenues.
- développement haute fidélité. Cet objectif devra permettre de transposer dans le domaine fréquentielle une loi d'usure déjà existante dans le domaine temporel. Du point de vue algorithmique, le passage dans le domaine fréquentiel impliquera la définition d'une procédure originale de régénération de matière au sein du processus itératif non linéaire. L'implémentation de cette loi d'usure dans le domaine fréquentiel ouvrira la voie à de toutes nouvelles analyses de stabilité des solutions obtenues et permettra de comprendre des phénomènes jusq'alors inexpliqués observés numériquement (en intégration temporel) et expérimentalement.
Organisation du laboratoire
Le candidat sera intégré à l'équipe du LAVA, qui comprend plusieurs étudiants gradués (maîtrise recherche et doctorat) ainsi que des chercheurs post-doctorants qui travaillent tous en lien étroit avec la modélisation et la simulation de phénomènes vibratoires non-linéaires dans les moteurs d'avion. Les développements seront tous effectués avec le langage de programmation Python. Le candidat bénéficiera de l'infrastructure de recherche numérique du LAVA (site wiki, plateforme Gitlab, serveur de données et plusieurs serveurs de calculs) afin de pouvoir effectuer des campagnes de simulation de grande envergure sur des modèles industriels. Au cours de son doctorat, le candidat aura l'opportunité d'encadrer des étudiants en stage (habituellement des étudiants en fin de cycle ingénieur réalisant leur travail de fin d'études au LAVA).
Financing possibility
Le doctorat sera financé sur 4 ans maximum.
Attachment(s)
Alain Batailly
Full Professor
