Modélisation des pales d'éoliennes ou d'hydroliennes en environnement naturel à l'aide d'un code fluide-structure

Fluid-structure interaction on wind turbine blades

• Auteur / Autrice : Corentin Lothodé
• Direction : Eduardo de Cursi Souza
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides, génie mécanique, productique, transport et génie civil
• Date : Soutenance le 24/09/2018
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray ; 1985-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1993-....)
• Jury : Président / Présidente : Serge Huberson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eduardo de Cursi Souza, Mhamed Souli, Didier Lemosse, Frédéric Hauville, Yann Roux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Serge Huberson, Mhamed Souli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydroliennes

Éoliennes

Pales d'éoliennes

Interaction fluide-structure

Mots clés libres

Déformation de maillage

Couplage fort

Fluid-structure interaction

Mesh morphing

Strong coupling

Wind turbine

Water turbine

Résumé

Ce travail porte sur la mise en œuvre de simulations sur des pales de machines tournantes. Une première partie de la thèse porte sur l’amélioration des performances du couplage fluide-structure. Des nouveaux algorithmes sont présentés. Une nouvelle méthode de déformation de maillage est évaluée. Les développements sont validés à partir de plusieurs cas tests. La deuxième partie porte sur l’application des avancées à des machines tournantes. Une première validation est faite sur une hydrolienne. La vibration d’une pale au passage du mat est étudiée. Enfin, des résultats sur une hydrolienne industrielle sont exposés.

A methodology to simulate blades of turbines is developed. A first part is dedicated to improving the performance of the fluid-structure coupling. New algorithms are presented. A new mesh morphing solution is shown. Developments are validated on many test cases. A second part is dedicated to applying the developments on turbines. A first validation is made on a water turbine. The vibration of a blade interacting with a mast is studied. Finally, some results of an industrial water turbine are shown.