Contribution à l'amélioration de la simulation numérique du décrochage dynamique sur une éolienne à axe vertical
Résumé
De meilleurs outils numériques de simulation du comportement et des performances des éoliennes à axe vertical sont devenus essentiels au développement de solutions de production décentralisée d’électricité. Le rapport de solidité élevée de l’éolienne à axe vertical considérée ici engendre un fonctionnement à faible vitesse réduite et la présence de tourbillons de décrochage dynamique pour lesquels la simulation numérique est difficilement accessible à la modélisation. On utilise un modèle tourbillonnaire bidimensionnel basé sur des surfaces portantes pour représenter les éléments de pale et des particules lagrangiennes porteuses de tourbillon pour reproduire le sillage. Le phénomène de décrochage dynamique y est incorporé par un modèle global dont il faut ajuster le comportement. Dans ce but, des essais en soufflerie sur une maquette d’éolienne Darrieus tripale ont été réalisés. L’objectif est d’analyser la dynamique du décollement de la couche limite pour des vitesses réduites de 1,0 à 2,0. Des mesures instationnaires de répartition de pression à mi-envergure des pales ont été effectuées à l’aide de capteurs de pression déportés aux extrémités des pales. Les variations de la pression donnent des indications sur les effets des lâchers tourbillonnaires, leur position azimutale et leur localisation sur la pale. Des mesures de vitesse par image de particules (PIV) ont été réalisées simultanément aux mesures de pression pour déterminer le champ de vitesse dans le sillage proche de la maquette, à mi-envergure des pales, à une distance de un à deux rayons en aval de l’axe de rotation. Ces informations sur la dynamique tourbillonnaire permettent l’amélioration de la modélisation numérique des effets induits sur les pales.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte