Simulation instationnaire de l’écoulement autour d’un rotor éolien à axe horizontal

Abstract

Les pales d’une éolienne sont soumises à des chargements aérodynamiques, génèrent des écoulements extrêmement complexes. Nous nous intéressons à la dynamique des écoulements autour des pales d’éolienne à axe horizontal en rotation. Ce papier présente une méthode de simulation numérique pour la prédiction de l’écoulement autour d’une éolienne à axe horizontal opérant en régime instationnaire, tridimensionnel turbulent utilisant l’approche basée sur les équations de Navier-Stokes moyennées (URANS) en utilisant le code ‘CFX’.Un maillage structuré a été adopté en utilisant la technique des interfaces (interface frozen rotor) entre le corps mobile (la pale) et le corps fixe (l’entourage). Le modèle de turbulence SST a été utilisé pour décrire l’écoulement turbulent. Les résultats de simulation ont été comparés avec les résultats expérimentaux, pour les conditions de rotation. En général, des bonnes concordances ont été notées. Une attention spéciale est portée sur les effets instationnaires, conséquents de rotation du rotor qui est mise en évidence par le calcul des pressions fluctuantes sur l’interface entre les parties fixes et mobiles en aval et en amont de la machine. Une analyse fréquentielle de ces signaux en utilisant une transformée de Fourier discrète (FFT) afin d’analyser le comportement instationnaire de la pale.

Keywords

• turbine éolienne
• modélisation de la turbulence
• cfd
• aérodynamique
• simulation instationnaire