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Stéphane GOUNAND
Stéphane GOUNAND Research engineer at CEA (French Atomic Energy Commission) since 1996
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Current affiliations
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Researcher identifiers
stephane-gounand
-
0000-0003-3058-5735
- IdRef : 253119286
Presentation
I am a **research engineer** at the French Atomic Energy Commission (CEA) since 1996, working in the field of numerical simulation in **Fluid Mechanics**.
My main areas of motivation and research:
1. Mastery and development of reliable, long-lasting numerical simulation software
2. Multi-physics simulations with strong coupling
3. Knowledge sharing
Stop.
1. **Mastery and development of reliable, long-lasting numerical simulation software**
Involvement in the development of the in-house CEA finite element software **Cast3M** since 1996, specifically:
- iterative linear system solvers
- anisotropic variational mesh deformation (r-adaptation) method
- automatic generation and h-adaptation of anisotropic simplex meshes
- generic finite element discretization kernel
- algebraic projection methods for solving (generalized) saddle-point systems (Navier-Stokes)
- variational computation of surface tension force and exact tangent matrix in any dimension
- hundreds of test cases
**Verification and validation** (V&V) activities:
- benchmarking
- use of Richardson extrapolation for numerical method and solution assessment
- numerical / experimental comparison
2. **Multi-physics simulations with strong coupling**, notably:
- instabilities (Poiseille-Rayleigh-Benard, Taylor-Couette)
- thermohydraulic calculation of nuclear reactor under severe accident conditions
- weld pool simulation (free-surface Marangoni thermocapillary flows, mesh deformation, solid-liquid phase change)
- TIG (Tungsten Inert Gas) **welding** arc plasma simulation (dilatable thermo-magneto-hydrodynamic flows at low Mach and magnetic Reynolds number, highly variable physical properties, geometric singularities)
- coupling of the two previous simulations :)
3. **Knowledge sharing**, notably:
- teaching of the finite element method (FEM) in incompressible fluid mechanics (15 years at ENSTA ParisTech)
- FEM lecture notes with an emphasis on variational aspects and Lagrange multipliers
- student supervision: post-doctorate (1), thesis (5) and internship (3)
- sharing my work in Cast3M, an open-source program, freely downloadable for teaching and research purposes
- flow simulation videos
Je suis **ingénieur de recherche** au Commissariat à l'énergie atomique (CEA) depuis 1996, dans le domaine de la simulation numérique en **mécanique des fluides**.
Mes principaux axes de motivation et de recherche :
1. Maîtrise et développement de logiciels de simulation numérique fiables et pérennes
2. Simulations multi-physiques à fort couplage
3. Partage des connaissances
Stop.
1. **Maîtrise et développement de logiciels de simulation numérique fiables et pérennes**
Implication dans le développement du logiciel CEA de calcul par éléments finis **Cast3M** depuis 1996, notamment :
- solveurs de systèmes linéaires itératifs
- méthode de déformation variationnelle anisotrope de maillage (r-adaptation)
- génération automatique et adaptation de maillages de simplex anisotropes
- noyau générique de discrétisation éléments finis
- méthodes de projection algébrique pour la résolution de systèmes de points-selles (généralisés) (Navier-Stokes)
- calcul variationnel de la force de tension superficielle et de la matrice tangente exacte en dimension quelconque
- des centaines de cas-tests
Activités de **vérification et validation** (V&V) :
- benchmarks
- utilisation de l'extrapolation de Richardson pour la vérification des méthodes et des solutions numériques
- comparaison numérique/expérimentale
2. **Simulations multi-physiques avec couplages forts**, notamment :
- instabilités (Poiseille-Rayleigh-Benard, Taylor-Couette)
- calcul thermohydraulique d'un réacteur nucléaire en conditions d'accident grave
- simulation de bains de soudage (écoulements thermocapillaires de Marangoni à surface libre, déformation du maillage, changement de phase solide-liquide)
- simulation du plasma d'arc en **soudage** TIG (Tungsten Inert Gas) (écoulements thermo-magnéto-hydrodynamiques dilatables à faible nombre de Mach et de Reynolds magnétique, propriétés physiques fortement variables, singularités géométriques)
- couplage des deux simulations précédentes :)
3. **Partage des connaissances**, notamment :
- l'enseignement de la méthode des éléments finis (FEM) en mécanique des fluides incompressibles (15 ans à l'ENSTA)
- notes de cours sur la méthode des éléments finis avec un accent mis sur les aspects variationnels et les multiplicateurs de Lagrange
- encadrement d'étudiants : post-doctorat (1), thèse (5) et stage (3)
- partage de mon travail dans Cast3M, un programme open-source, librement téléchargeable à des fins d'enseignement et de recherche
- vidéos de simulations d'écoulement
Research domains
Fluid mechanics [physics.class-ph]
Modeling and Simulation
Reactive fluid environment
Thermics [physics.class-ph]
Skills
Cast3M (software)
Multiphysics modeling and simulation
Finite Element Method
Computational Fluid Dynamics
Verification & Validation (V&V)
Navier-Stokes Equations
Capillary Flows
Variational methods
Welding simulation
Adaptive Meshing
Additive Manufacturing simulation
Teaching
Linux
Linear Solvers
Emacs
LaTeX
Fortran
Lisp
Free surface flows
Castem 2000
Low Mach number flows
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A thermal coupling methodology of an arc-plasma and weld pool, a TIG welding modelNAFEMS World Congress 2023 (NWC23), NAFEMS, May 2023, Tampa (Florida), United States
Conference papers
hal-04108128v1
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Modélisation magnéto-thermo-hydrodynamique du soudage TIG : couplage 3D unifié du plasma d'arc et du bain de soudage25ème édition du Congrès Français de Mécanique (CFM) 2022, Aug 2022, Nantes, France
Conference papers
hal-04105323v1
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Nouveautés dans Cast3M depuis le club Cast3M 2021Club Cast3M 2022, Nov 2022, Montrouge, France
Conference papers
hal-04103369v1
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Some aspects of numerical modelling for additive manufacturingAdvanced Manufacturing for Energy and Transportation International School (AMETIS) 2022, CEA, Jun 2022, Taglio, France
Conference papers
hal-04108246v1
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Modélisation thermomécanique d'un cas d'étude de fabrication additive arc-fil15ème colloque national en calcul des structures, Université Polytechnique Hauts-de-France [UPHF], May 2022, 83400 Hyères-les-Palmiers, France
Conference papers
hal-03718305v1
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Nouveautés dans Cast3M depuis le club Cast3M 2020Club Cast3M 2021, Nov 2021, Montrouge, France
Conference papers
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Nouveautés dans Cast3M depuis le club Cast3M 2020Club Cast3M 2021, Nov 2021, Montrouge, France
Conference papers
hal-04103391v1
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Nouveautés depuis le club 2017Club Cast3M 2018, Nov 2018, Paris, France
Conference papers
hal-04103990v1
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Presentation du projet MUSICAS - Premiers résultats du projet collaboratif FUI - MUSICASNAFEMS Simulation numérique : moteur de performance état de l'art -pratiques - tendances -impact industriel, Nov 2017, Chalon Sur Saone, France
Conference papers
hal-02417381v1
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Nouveautés depuis le club 2016Club Cast3M 2017, Nov 2017, Paris, France
Conference papers
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Nouveautés depuis le club 2015Club Cast3M 2016, Nov 2016, Montrouge, France
Conference papers
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Modélisation multiphysique du bain de fusion en soudage à l'arc dans différentes configurationsClub Castem 2016, Nov 2016, Paris, France
Conference papers
cea-02435088v1
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Premiers résultats du projet collaboratif FUI - MUSICASCongres NAFEMS France 2016 - Simulation numérique, moteur de performance, état de l'art : pratiques, tendances, impact industriel, Jun 2016, Paris, France
Conference papers
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Méthodes d’éléments finis de Trio_U stabilité et expériences numériquesSéminaire Trio_U 2015, Jan 2015, saclay, France
Conference papers
cea-02489502v1
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Nouveautés depuis le club 2014Club Cast3M 2015, Nov 2015, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104025v1
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Simulation numérique des positions de soudage dans le procédé à l'arc TIGClub Cast3M 2015, Nov 2015, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104045v1
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Numerical simulation of welding positions in Gas Tungsten Arc Welding11th International Seminar Numerical Analysis of Weldability, Sep 2015, Graz, Austria
Conference papers
hal-02445729v1
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Fine-Scale Modeling of Sodium-Water Reaction2014 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '14), ANS; SFEN, Apr 2014, Charlotte (North Carolina), United States. pp.1660
Conference papers
hal-04112154v1
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Nouveautés depuis le club 2013Club Cast3M 2014, Nov 2014, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104055v1
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A manufactured solution for a steady capillary free surface flow governed by the Navier-Stokes equationsASME 2013 Verification & Validation Symposium, ASME, May 2013, Las Vegas, United States
Conference papers
hal-04105948v1
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Décomposition de Helmholtz discrète et applicationsClub Cast3M 2013, Nov 2013, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104487v1
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Impact of a gaseous jet on the capillary free surface of a liquid: experimental and numerical studyASME 2013 Verification & Validation Symposium, ASME, May 2013, Las Vegas, United States
Conference papers
hal-04105978v1
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Nouveautés depuis le club 2012Club Cast3M 2013, Nov 2013, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104460v1
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Sensitivity analysis on numerical simulation of the weld pool shape in TIG welding9th International Conference on Trends in Welding Research, ASM, Jun 2012, Chicago (Illinois), United States
Conference papers
hal-04108154v1
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Verification of a CFD benchmark solution of transient low Mach number flows with Richardson extrapolation procedureASME 2012 Verification & Validation Symposium, ASME, May 2012, Las Vegas, United States
Conference papers
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Utilisation de Cast3M pour l'enseignement de la mécanique des fluidesClub Cast3M 2012, Nov 2012, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104524v1
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A Computational Fluid Dynamics (CFD) benchmark study with an analysis of Richardson Extrapolation in the presence of a singularityASME 2012 Verification & Validation Symposium, May 2012, Las Vegas, United States. pp.1
Conference papers
hal-00711398v1
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Nouveautés depuis le club 2011Club Cast3M 2012, Nov 2012, Montrouge, France
Conference papers
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Simulation of heat and fluid flow with the free surface in 3D gas tungsten arc welding10th International Seminar Numerical analysis of Weldability, Institute for Materials Science and Welding of Graz University of Technology, Sep 2012, Graz - Seggau, Austria. pp.55
Conference papers
hal-04108213v1
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Benchmark solution for a three-dimensional mixed convection flowClub Cast3M 2011, Nov 2011, Vanves, France
Conference papers
hal-04104559v1
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Flow and radionuclide transport modelling in geological radioactive waste repositoryMAMERN11: 4th International Conference on Approximation Methods and Numerical Modelling in Environment and Natural Resources, May 2011, Saidia, Morocco
Conference papers
hal-04108166v1
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Nouveautés depuis le club 2010Club Cast3M 2011, Nov 2011, Vanves, France
Conference papers
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Vers une solution numérique de référence pour un écoulement 3D de convection mixte : démarche et résultatsCongrès Français de Thermique SFT2010, May 2010, Le Touquet, France. pp.209-214
Conference papers
hal-00711399v1
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A robust preconditioner for the conjugate gradient methodClub Cast3M 2010, Nov 2010, Paris, France
Conference papers
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Nouveautés depuis le club 2009Club Cast3M 2010, Nov 2010, Paris, France
Conference papers
hal-04104566v1
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A robust and economic preconditioner for the conjugate gradient method applied to solid mechanicsIV European Conference on Computational Mechanics (ECCM 2010), ECCSM; IACM, May 2010, Paris, France
Conference papers
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Flow and radionuclide transport calculations for highly heterogeneous radioactive waste disposal in clayIAMG09 - 12th Annual Conference on Computational Methods for the Earth, Energy and Environmental Sciences, IAMG, Sep 2009, Stanford (CA), United States
Conference papers
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Nouveautés Castem en mécanique des fluidesClub Cast3M 2008, Nov 2008, Vanves, France
Conference papers
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Computational Methodology for the Thermal-hydraulic behaviour of a Fuel rod surrounded by a coolant under PWR conditions16th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE16), ASME, May 2008, Orlando (Florida), United States. pp.245-251, ⟨10.1115/ICONE16-48180⟩
Conference papers
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Modélisation de l’écoulement et du transport de radionucléides autour d’un stockage de déchets radioactifs : qui veut mailler des millions ?Club Cast3M 2008, CEA, Nov 2008, Vanves, France
Conference papers
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Numerical modeling of heat transfer and fluid flow in TIG arc welding with anode melting8th International Conference on Trends in Welding Research, ASM, Jun 2008, Pine Mountain, Georgia, United States
Conference papers
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Numerical simulation of TIG welding arc using LSFEM method for the magnetic induction computationInternational Institute of Welding Annual Assembly 2007 (IIW2007), International Institute of Welding (IIW), Jul 2007, Dubrovnik, Croatia
Conference papers
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Nouveautés fluides depuis le club 2006, Régularisation et Adaptation de maillage.Club Cast3M 2007, Nov 2007, Montrouge, France
Conference papers
hal-04104610v1
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Nouveautés depuis le club 2002Club Cast3M 2003, CEA, Nov 2003, Paris, France
Conference papers
hal-04115843v1
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Modélisation d'une colonne d'extraction à effet Taylor-CouetteClub Cast3M 2003, CEA, Nov 2003, Paris, France
Conference papers
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Melt pool modelling for additive manufacturing (MOBAFA)Conference poster hal-04155618v1 |
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Numerical Modeling of melt pool in the powder bed fusion processesAmetis - Advanced Manufacturing for Energy and Transportation International School 2022, Jun 2022, Taglio, Corse, France.
Conference poster
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Vers une solution numérique de référence pour un écoulement 3D de convection mixte : démarche et résultatsCongrès Français de Thermique SFT2010, May 2010, Le Touquet, France. 2010
Conference poster
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Modèle physique et prédictif du procédé de soudage à l'arc TIGJournée des thèses DANS, Jun 2008, Saclay (CEA), France
Conference poster
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1.6 Some aspects of numerical modelling for additive manufacturingAmetis - Advanced Manufacturing for Energy and Transportation International School, EDP Sciences, pp.127-140, 2021, 9782759824465. ⟨10.1051/978-2-7598-2588-2.c007⟩
Book sections
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Benchmark for fluid flow in weld pool simulation : two-dimensional transient computational models for arc welding2005
Preprints, Working Papers, ...
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Modélisation du bain de fusionDoctorat. Modélisation du bain de fusion, Université Paris-Saclay, France. 2019, pp.90
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Introduction to the finite element method applied to incompressible fluid mechanicsEngineering school. Introduction à la méthode des éléments finis en mécanique des fluides incompressibles, ENSTA ParisTech, France. 2016, pp.132
Lectures
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Introduction à la méthode des éléments finis en mécanique des fluides incompressiblesÉcole d'ingénieur. Introduction à la méthode des éléments finis en mécanique des fluides incompressibles, ENSTA ParisTech, France. 2016, pp.129
Lectures
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Présentation générale de Cast3m : un outil pour la modélisation par éléments finisÉcole d'ingénieur. Université La Rochelle, France. 2008, pp.26
Lectures
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Présentation du Risque Hydrogène. Exemple de modélisation : écoulements Bas MachDoctorat. France. 2008, pp.22
Lectures
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