Modélisation numérique des turbines par une méthode « CFD-élément de pâle »

par Rémi Corniglion

Projet de thèse en Mécanique des fluides

Sous la direction de Jeffrey Harris et de Christophe Peyrard.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec LHSV - Laboratoire Hydraulique Saint Venant (laboratoire) depuis le 01-12-2018 .


  • Résumé

    Les éoliennes flottantes sont posées sur un flotteur, libre de bouger sous l'effet du vent et des vagues. Ce mouvement induit des effets instationnaires qui ne sont pas observés pour l'éolien fixe. Dans le cas d'hydroliennes, les hauts niveaux de turbulence et la présence des vagues rendent l'écoulement très non-stationnaire ; de plus les géométries des hydroliennes sont moins élancées ce qui rend les effets tridimensionnels plus prépondérants. Les capacités de simulation numérique d'aujourd'hui autorisent néanmoins la mise en œuvre de modèles précis, en particulier l'utilisation de modèles URANS (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes) ou LES (Large Eddy Simulation) au voisinage de la turbine en rotation. Ces méthodes, appelées « Blade resolved », restent cependant très coûteuses en temps de calcul ce qui les rend difficilement exploitables à échelle industrielle. L'objectif de la thèse sera de mettre en oeuvre des approches intermediaires en modélisant l'écoulement par les équations de Navier-Stokes pour traiter les effets instationnaires tout en utilisant une approche simplifier au voisinage de la turbine en rotation.

  • Titre traduit

    Numerical modelisation of turbines with a "CFD-blade element" approach


  • Résumé

    Floating offshore wind turbines are set on a floating hull, free to move under the effect of the winds and waves. This movement induces unsteady effects which are not observed for fixed wind turbines. Nowadays, computing power enables to use precise models such as URANS (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes) or LES (Large Eddy Simulation) near the blades. Those blade resolved methods are however very expensive in computer power thus making them hardly usable at industrial scale. The purpose of this work is to use intermediate methods by modeling the flow with the Navier-Stokes equations to deal with unsteady effects while using simpler methods near the rotating turbine.