Doctoraatspositie in de ontwikkeling van state-to-state plasma-assisted combustion solvers

1 - Werken bij de VUB

De Vrije Universiteit Brussel staat al meer dan 50 jaar voor vrijheid, gelijk(waardig)heid en verbondenheid, en dat leeft sterk op onze campussen bij zowel studenten als personeel.

Bij de VUB vind je een diverse verzameling aan persoonlijkheden: innovators pur sang, maar vooral mensen die 100% hun authentieke zelf zijn. Met zo’n 4.000 medewerkers zijn we de grootste Nederlandstalige werkgever, in de privésector, in Brussel; een internationale stad waarmee we ons maar al te graag verbinden en waar(rond) onze 4 campussen gelegen zijn. 

Voeg daarbij ons beginsel van vrij onderzoek - waarin zelfreflectie, een kritische houding en een open, creatieve geest rond wetenschappelijke en maatschappelijke vraagstukken centraal staan - en je hebt een universiteit die fundamenteel grensverleggend en pionierend is op het vlak van onderwijs en onderzoek. Kortom: de VUB ten voeten uit. 

De VUB is bovendien lid van EUTOPIA, een alliantie van gelijkgestemde Europese universiteiten, allen klaar om zichzelf opnieuw uit te vinden. 

2 - Functie

Momenteel zijn we voor de Onderzoeksbursalen van de Faculteit Ingenieurswetenschappen, vakgroep Toegepaste mechanica, onderzoeksgroep Thermodynamics and Fluid Mechanics op zoek naar een doctoraatsbursaal.

Meer concreet zal je takenpakket, ter voorbereiding van een doctoraat, er als volgt uitzien:

Wij bieden een voltijdse doctoraatspositie aan in het kader van het ERC Starting Grant-project “Energising the future with clean plasma-based technologies” (ESCAPADE, proposal number 101302707). Plasma-assisted combustion (PAC) biedt veelbelovende perspectieven voor een schonere en efficiëntere verbranding van duurzame brandstoffen. De verdere industriële toepassing wordt echter beperkt door het ontbreken van voorspellende computermodellen die de complexe interacties tussen plasmaontladingen, chemische reacties en vlamdynamica nauwkeurig kunnen beschrijven.

ESCAPADE pakt deze uitdaging aan door een innovatief multiphysics-simulatiekader te ontwikkelen dat modellering op basis van eerste principes combineert met machine learning, reduced-order technieken en computational fluid dynamics (CFD). Het project zal een nieuwe generatie voorspellende tools opleveren voor het ontwerp en de optimalisatie van verbrandingssystemen met lage emissies die werken op zowel duurzame als conventionele brandstoffen.

De onderzoeksgroep FLOW van de VUB beschikt over uitgebreide expertise in zowel fundamenteel als toegepast onderzoek naar de modellering van thermo-fluid systemen, met toepassingen in de luchtvaart (aerodynamica, flow control), ruimtevaart (atmosferische terugkeer, ruimtevaartplasma's) en energie (windenergie, bio-energie, waterstof, warmtenetten en verbranding). Sinds 2021 werkt FLOW samen met de ATM-onderzoeksgroep van de ULB binnen de gezamenlijke onderzoeksgroep BRITE (Brussels Institute for Thermal-fluid Systems and clean Energy, https://brite-research.be).

Plasma-assisted combustion combineert plasmaontladingen met verbrandingsprocessen om ontsteking, vlamstabiliteit en emissies van verontreinigende stoffen te verbeteren voor duurzame brandstoffen. Hoewel gedetailleerde state-to-state plasmaverbrandingsmodellen een ongeziene beschrijving bieden van de onderliggende fysica, blijft hun rekenkost te hoog voor multidimensionale simulaties en industriële toepassingen.

Dit doctoraatsproject heeft als doel de volgende generatie computationele tools voor plasma-assisted combustion te ontwikkelen door gedetailleerde state-to-state kinetische modellering, mechanismereductie en physics-informed machine learning te combineren. De onderzoeker zal bijdragen aan de ontwikkeling van geavanceerde simulatiecodes die plasmaontladingen, chemie en verbrandingsprocessen expliciet kunnen modelleren over een breed scala aan operationele omstandigheden.

Een centraal doel van het project is de ontwikkeling van nieuwe reductiemethodologieën voor omvangrijke state-to-state kinetische mechanismen met honderden tot duizenden soorten en reacties. Voortbouwend op recente ontwikkelingen zoals plasma-directed relation graph-technieken (P-DRGEP), principal component analysis en machine-learninggebaseerde lumping-strategieën, zal de doctoraatsstudent reduced-order modellen met hoge nauwkeurigheid ontwikkelen die de essentiële plasma-verbrandingsinteracties behouden en tegelijk de rekenkost aanzienlijk verminderen.

De ontwikkelde methodologieën zullen worden geïntegreerd in intern ontwikkelde plasma-assisted combustion solvers en gevalideerd aan de hand van experimentele benchmarkdatasets die worden aangeleverd door toonaangevende internationale projectpartners. Bijzondere aandacht gaat uit naar ammoniak- en waterstofverbrandingssystemen, die worden beschouwd als veelbelovende koolstofvrije brandstoffen voor toekomstige energie- en voortstuwingssystemen.

De resulterende gereduceerde modellen zullen de rechtstreekse integratie van gedetailleerde plasmachemie mogelijk maken binnen geavanceerde CFD-omgevingen, waaronder DNS- en LES-simulaties van realistische verbrandingssystemen.

Referenties:

-Rekkas-Ventiris, G., Giuntini, L., Sabia, P., Sorrentino, G., & Bellemans, A. (2026). Numerical investigation of plasma-assisted MILD combustion of ammonia using a hybrid modeling approach. Fuel, 406, 136751.

-Rekkas-Ventiris, G., Gomez, A. D., Deak, N., Kincaid, N., Pepiot, P., Bisetti, F., & Bellemans, A. (2024). A novel machine learning based lumping approach for the reduction of large kinetic mechanisms for plasma-assisted combustion applications. Combustion and Flame, 260, 113252.

Voor deze functie zal onze Brussels Humanities, Sciences & Engineering Campus (Elsene) je thuisbasis worden. 

3 - Profiel

Wat verwachten wij van jou?

• Je bent in het bezit van een Master in de Ingenieurswetenschappen, Toegepaste Wiskunde, Fysica, Computational Science of een verwante discipline;

• Je hebt een sterke achtergrond in numerieke methoden en wetenschappelijk programmeren;
• Je beschikt over uitstekende programmeervaardigheden (Python, Fortran en/of C++);
• Je bent geïnteresseerd in chemische kinetiek, plasmafysica, verbranding, reduced-order modellering en machine learning;
• Je ervaring met CFD-, DNS- en/of LES-methodologieën is een pluspunt;
• Je ervaring met technieken voor kinetische mechanismereductie, data-driven modellering of high-performance computing is een pluspunt;
• Je beschikt over uitstekende schriftelijke en mondelinge kennis van het Engels;
• Je hebt sterke analytische vaardigheden en het vermogen om zowel zelfstandig als binnen een internationaal onderzoeksteam te werken.

• Je hebt geen werkzaamheden verricht in het kader van een mandaat als assistent bezoldigd ten laste van de werkingsmiddelen, gedurende meer dan 12 maanden (gecumuleerd). 

• Als (niet-)EER-onderdaan dien je te voldoen aan de voorwaarden voor het verkrijgen van een rechtsgeldige vergunning voor VUB, en dien je te voldoen aan de VUB verblijfsvoorwaarden. Meer info vind je hier.

VUB wil een weerspiegeling zijn van de maatschappij waar ieders talent wordt gewaardeerd, ongeacht het gender, geslacht, leeftijd, religie, huidskleur, migratieachtergrond, functiebeperking en de neurodiversiteit.

4 - Aanbod

Word jij onze nieuwe collega?

Dan bieden we je een voltijdse doctoraatsbeurs aan, voor de duur van 12 maanden (verlengbaar tot max. 48 maanden, mits positieve evaluatie van de doctoraatswerkzaamheden), met voorziene startdatum 01/02/2027.

Je ontvangt een beursbedrag gekoppeld aan een van de barema’s die door de overheid worden vastgelegd.

OPGELET: De effectieve uitwerking van de doctoraatsbeurs is onderworpen aan de opschortende voorwaarde van jouw inschrijving als doctoraatsstudent aan de universiteit.

Bij de VUB garanderen we een open, betrokken en diverse werkplek en bieden we je kansen om je carrière (verder) uit te bouwen.

Daarnaast geniet je van voordelen als:

• Uitgebreide thuiswerkmogelijkheden, een telewerkvergoeding van 50 euro per maand OF een internetvergoeding van 20 euro per maand; 
• Een open informele werkomgeving met aandacht voor je work-life balance, een uitzonderlijke verlofregeling met 35 verlofdagen (bij voltijdse tewerkstelling), sluiting tussen Kerstmis en Nieuwjaar, en 3 extra verlofdagen; 
• Een kosteloze hospitalisatieverzekering; 
• Maximale terugbetaling van woon-werkverkeer met het openbaar vervoer en/of een fietsvergoeding; 
• Gevarieerde maaltijden in onze campusrestaurants aan een aantrekkelijk tarief; 
• Voordelige sportmogelijkheden, een gamma aan kortingen via Benefits@Work (in allerlei winkels, op vluchten, in tankstations, pretparken...) en Ecocheques; 
• Kinderdagverblijf vlak bij de campus, korting op vakantiekampen; 
• De ruimte om je job-inhoud mee te vormen en voortdurend bij te leren via onze VUB-leerplatformen en opleidingen; 
• En tot slot: toffe collega's met een gezonde drive.

5 - Geïnteresseerd?

Spreekt deze functie je aan?

Stel je dan kandidaat, ten laatste op 15/11/2026, via jobs.vub.be, en laad volgende documenten op: 

• je motivatiebrief; 
• je curriculum vitae; 
• je diploma’s (niet van toepassing voor VUB-alumni).

Ons sollicitatieproces ziet er als volgt uit (onder voorbehoud van wijzigingen):

• stap 1: een eerste selectie op basis van je sollicitatiedossier; 
• stap 2: een job-interview. 

Heb je vragen over deze functie? Contacteer dan Prof. Aurélie Bellemans via aurelie.bellemans@vub.be. 

Wil je graag weten hoe het is om te werken bij de VUB? Ga dan naar jobs.vub.be, en ontdek alles over o.a. onze campussen, voordelen, strategische doelen en collega’s.

Wil je meer info over EUTOPIA? Ga dan naar eutopia-university.eu, en kom meer te weten over ons Europees netwerk van universiteiten.