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Etude en soufflerie d'une éolienne à axe horizontal : influence de la turbulence sur l'aérodynamique de ses profils constitutifs
| Auteur / Autrice : | Christophe Sicot |
| Direction : | Philippe Devinant, Jacques Hureau |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Mécanique des fluides. Thermique, énergétique, combustion |
| Date : | Soutenance en 2005 |
| Etablissement(s) : | Orléans |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
L'objet de ce travail est l'étude en soufflerie de l'aérodynamique des éoliennes soumises à des écoulements fortement turbulents. Dans un premier temps, il a été constaté, puis expliqué, une faible influence de l'intensité de turbulence de l'écoulement amont sur les caractéristiques globales de l'éolienne (puissance, traînée). Cette vision globale a été étendue et complétée par une approche locale de l'aérodynamique de la pale. Afin de découpler les effets de la rotation de ceux de la turbulence, il a été mené, en premier lieu, des essais bidimensionnels en translation. Le profil, un NACA 654-421, a ensuite été monté sur une pale d'éolienne à axe horizontal. Les résultats obtenus dans ces deux configurations ont été étudiés à travers leurs caractéristiques moyennes et instantanées. Les angles d'incidence importants rencontrés sur les pales d'éolienne nous ont conduit à nous intéresser en particulier au décrochage du profil. Il a été mis en évidence une forte instationnarité du mécanisme de décrochage conduisant à la formation d'une zone de déplacement du point de décollement. Des études spectrales couplées aux résultats obtenus par PIV ont permis d'observer la présence d'un lâcher de tourbillons alternés sur l'extrados du profil en translation pour des configurations où l'écoulement est totalement décroché. L'écoulement sur le profil en rotation a ensuite été étudié en utilisant des capteurs de pression à haute fréquence d'acquisition. Une nouvelle méthode de caractérisation du point de décollement sur le profil a été proposée et il a été observé une grande influence de l'intensité de turbulence sur le gradient de pression s'établissant dans la poche de décollement.