About Pangea Aerospace:
Pangea Aerospace is an aerospace start-up based in Barcelona and Toulouse focusing on developing disruptive technologies for small satellite launch vehicles. We are searching for new team members that want to contribute on creating the next generation of launchers.
Our mission is to develop the technology that enables a more efficient, sustainable, and commercial access to space. The company successfully tested a world’s first 3D printed aerospike engine, introducing several new technologies into its design. Pangea Aerospace is leading the development of innovative launcher technology making reusable rockets the catalyst for sustainable and low-cost access to space.
Pangea Aerospace is privately funded, supported by national and European institutions and a strong network of European partners.
Role and responsibilities:
The development of an aerospike rocket engine for a launch vehicle upper stage is a multi-faceted challenge requiring cutting-edge technologies in the fields of propulsion, aerodynamics, combustion, thermal protection, control systems and materials engineering. To correctly predict the engine performance and optimally design systems to absorb and dissipate heat during the various phases of flight, the finest possible description of flow topology, aerodynamic forces and thermal load is required.
In this context, Pangea Aerospace and its partners are working on a number of CFD simulations (RANS and LES) to characterize the engine's performance and aerothermal environment during the launch vehicle's ascent phase, as well as during descent (in the context of stage reuse, the idea is to take advantage of the engine's cooling system and geometry to use it as a heat shield).
As part of the transition to open-source CFD analysis tools to reduce dependence on commercial codes for certain activities, the aim of this internship is to establish a numerical methodology (RANS calculations) to evaluate engine performance and the aerothermal environment during different phases of flight.
The following structure is proposed:
1) Bibliography and familiarization with the reference calculation
Bibliographical study of the physical phenomena encountered during the various phases of flight, familiarization with a RANS reference calculation in ANSYS Fluent to acquaint oneself with the numerical solutions implemented.
2) Identification and use of a suitable open-source CFD tool
Research to identify a suitable open-source CFD tool to reproduce the Fluent reference case. Get to grips with the tool and establish a methodology for assessing performance and engine environment. The trainee will benefit from benchmark studies carried out by Pangea on various open-source tools. The idea is initially to reproduce the reference case in 2D and then 3D.
3) Application to detailed engine geometry
Once the reference case has been validated, the methodology developed during the course will be applied to the detailed geometry of the ARCOS aerospike engine developed by Pangea Aerospace. Depending on the time available, several operating points and flight phases can be studied.
What you need to be successful:
About Pangea Aerospace:
Pangea Aerospace est une start-up aérospatiale basée à Barcelone et à Toulouse qui se concentre sur le développement de technologies de rupture pour les véhicules de lancement de satellites. Nous recherchons de nouveaux membres d'équipe qui souhaitent contribuer à la création de la prochaine génération de lanceurs.
Notre mission est de développer la technologie qui permet un accès plus efficace, durable et commercial à l'espace. L'entreprise a testé avec succès le premier moteur aerospike imprimé en 3D au monde, en introduisant plusieurs nouvelles technologies dans sa conception. Pangea Aerospace est à la tête du développement d'une technologie de lancement innovante qui fait des fusées réutilisables le catalyseur d'un accès durable et peu coûteux à l'espace.
Pangea Aerospace est une entreprise privée, soutenue par des institutions nationales et européennes et par un solide réseau de partenaires européens.
Rôles et responsabilités:
Le développement d’un moteur-fusée aérospike pour un étage supérieur de lanceur est un défi à multiples facettes nécessitant des technologies de pointe dans les domaines de la propulsion, l'aérodynamique, la combustion, la protection thermique, les systèmes de contrôle et l'ingénierie des matériaux. Afin de prédire correctement les performances du moteur et de designer au mieux les systèmes permettant d'absorber et de dissiper la chaleur pendant les différentes phases du vol, la description la plus fine possible de la topologie de l'écoulement, des efforts aérodynamiques et de la charge thermique est nécessaire.
Dans ce contexte, Pangea Aerospace et ses partenaires travaillent sur nombre de simulations CFD (RANS et LES) afin de caractériser les performances et l'environnement aérothermique du moteur dans la phase de montée du lanceur mais aussi lors de la descente (dans le cadre d’une réutilisation de l’étage, l'idée est de tirer parti du système de refroidissement du moteur et de sa géométrie afin de l'utiliser comme un bouclier thermique).
S’inscrivant dans le cadre de la transition vers des outils d'analyse CFD open-source afin de réduire la dépendance aux codes commerciaux pour certaines activités, l'objectif de ce stage est d'établir une méthodologie numérique (calculs RANS) afin d'évaluer les performances et l’environnement aérothermique moteur lors de différentes phases du vol.
La structure suivante est proposée :
1) Bibliographie et prise en main du calcul de référence
Etude bibliographique sur les phénomènes physiques rencontrés lors des différentes phases du vol, prise en main d'un calcul de référence RANS sous ANSYS Fluent afin de s’approprier les solutions numériques mises en place.
2) Identification et prise en main d'un outil CFD open source adéquat
Recherches pour identifier un outil CFD open-source adéquat afin de reproduire le cas de référence Fluent. Prise en main de l’outil et établissement d’une méthodologie afin d'évaluer les performances et l’environnement moteur. Le·a stagiaire pourra bénéficier des études benchmark effectuées par Pangea sur divers outils open-source. L'idée est dans un 1er temps de reproduire le cas de référence en 2D puis 3D.
3) Application à la géométrie détaillée du moteur
Une fois le cas de référence validé, la méthodologie développée lors du stage sera appliquée à la géométrie détaillée du moteur aerospike ARCOS développé par Pangea Aerospace. En fonction du temps restant, plusieurs points de fonctionnement et phase de vol pourront être étudiées.
Ce dont vous avez besoin pour réussir :