Flottement de drapeau : dynamique et couplage

Résumé : En flottant, les drapeaux puisent l’énergie cinétique du vent et produisent des oscillations périodiques. Utiliser des drapeaux pour générer de l’électricité est donc une perspective rendue possible par le flottement. Partant de ce principe très simple, cette thèse porte sur la dynamique des drapeaux dans le vent. En soufflerie, nous étudions les efforts qui s’appliquent sur le mât de drapeaux flottants, en termes de fluctuations de moment et de traînée. En particulier, nous observons de fortes variations d’efforts entre les différents régimes de flottement caractérisés par un nombre constant de noeuds de vibration. Un modèle de drapeau résolu numériquement par une méthode de Galerkin nous montre que lors des transitions entre les régimes de flottement, le moment appliqué au mât diminue fortement du fait de la diminution de la courbure du drapeau à l’encastrement. Lorsque le mât du drapeau est lui-même un oscillateur d’inertie et de raideur paramétrable, nous constatons un couplage fort entre le mouvement du drapeau et du mât avec un phénomène d’accrochage fréquentiel. Nous étudions ce couplage expérimentalement, et nous montrons qu’un nombre de “raideur-amortissement” pilote la rotation du mât. Notamment, nous obtenons un dispositif qui génère des rotations de 80o crête-à-crête à des vitesses de vent de l’ordre de 10 m/s.
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Contributeur : Emmanuel Virot <>
Soumis le : mardi 16 juin 2015 - 19:29:46
Dernière modification le : samedi 18 février 2017 - 01:13:26
Document(s) archivé(s) le : mardi 15 septembre 2015 - 15:20:59

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Emmanuel Virot. Flottement de drapeau : dynamique et couplage. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Polytechnique, 2015. Français. 〈tel-01162549v2〉

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