L’objet de ce stage est de calculer et d’étudier la trajectoire d’ions et d’électrons énergétiques lors de leur injection suite à un orage solaire. Le(la) stagiaire aura pour mission d’apprendre à utiliser un code de transport 3D sphérique de particules de type particules-tests développé et utilisé depuis plusieurs années par l’Applied Physics Laboratory (APL) et installé sur un supercalculateur du CEA/DAM. Ce code est dédié à l’étude 3D des particules dans la magnétosphère soumise au vent solaire. La dynamique du vent solaire est résolue par de la magnéto-hydrodynamique 3D et induit des fluctuations du champ magnétique terrestre et du champ électrique ambiant (des ondes à ultra basse fréquence) qui déterminent le transport des particules.
Il s’agira de prendre en main le code, son parallélisme, et ses nombreux outils de post-traitement (paraview et python) pour reproduire des résultats récents de la littérature, puis de réaliser des simulations des injections de particules dans un champ magnétique terrestre réaliste et variable, représentatif d’un orage solaire. On cherchera à reproduire des accélérations rapides lors d’injections de particules associés à des orages solaires. Selon l’avancé du stage, on pourra commencer à mettre en place un modèle d’interactions onde-électrons. Les résultats des simulations seront comparés aux nombreuses mesures satellites de la mission des Van Allen Probes de la NASA.
Les travaux du stage se structurent naturellement selon 3 axes ; 1- théorique (équation des particules tests et de la MHD, physique de la magnétosphère), 2- numérique (algorithmes numériques et parallélisme du code, développements de nouveaux modèles), 3- physique (analyse des simulations et des observations, effets des nouveaux modèles). Le(la) stagiaire travaillera en étroite collaboration avec un étudiant réalisant sa thèse sur cette thématique.
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.
En dernière année d’école d’ingénieur ou en Master 2, le candidat devra posséder de très bonnes bases dans l’une ou plusieurs des disciplines suivantes : calcul numérique et calcul parallèle (Langages : C, F90, MPI, OMP, python, shell), physique des plasmas, MHD, mathématiques appliquées, ou en science de l’espace. Le stage sera réalisé au CEA/DAM avec de nombreuses interactions à distance avec des chercheurs de l’APL. Anglais indispensable.
Ce stage a vocation à conduire à une thèse sur un sujet proche si le candidat montre de bonnes aptitudes. La thèse sera financée par la DAM, avec des périodes de recherche délocalisées à l’APL (Laurel, MD, USA) de plusieurs semaines financées par l’APL.
Python, C, Fortran 90, MPI, OpenMP, Shell
Bac+5