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Theses

Développement d'un modèle simplifié 3D pour le calcul de parcs d'hydroliennes - Validation expérimentale

Résumé : Des projets d'installation de parcs de plusieurs hydroliennes rapprochées en rivières ou dans les océans ont été récemment démarrés, afin de développer cette source d'énergie renouvelable. Dans ces parcs, les interactions de sillage entre les hydroliennes doivent être calculées puisqu'elles peuvent affecter leur puissance produite. Un modèle CFD stationnaire de type disque d'action couplé aux équations RANS est développé dans ce travail pour calculer la puissance produite et l'écoulement au sein d'un parc d'hydroliennes Darrieus. Ce modèle utilise des répartitions détaillées de force dont l'intensité dépend de la position sur la turbine. Elles sont obtenues par des calculs préliminaires URANS de l'écoulement sur la géométrie de la turbine en rotation. De nouvelles lois sont obtenues pour les coefficients de puissance et de force en utilisant la vitesse locale (vitesse au niveau de la turbine) au lieu de la vitesse amont dans leur définition. Ces coefficients deviennent alors indépendants du confinement de la turbine. Ces lois servent à construire un modèle qui calcule les distributions de force représentant chaque turbine du parc en fonction de la vitesse locale du fluide, pour simuler chaque turbine fonctionnant proche de son point de maximum d'efficacité. Une validation du modèle est réalisée par comparaison à de nouvelles expériences d'une turbine Darrieus à échelle réduite. Différentes configurations de parcs sont ensuite simulées par le modèle 3D, ainsi que par une version 2D du modèle. Les distances entre turbines qui permettent d'obtenir une puissance produite par le parc maximale sont notamment recherchées.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02461360
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, January 30, 2020 - 4:08:12 PM
Last modification on : Thursday, August 6, 2020 - 3:27:51 AM

File

CLARY_2019_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02461360, version 1

Collections

STAR | CNRS | UGA | TIMA

Citation

Vincent Clary. Développement d'un modèle simplifié 3D pour le calcul de parcs d'hydroliennes - Validation expérimentale. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université Grenoble Alpes, 2019. Français. ⟨NNT : 2019GREAI068⟩. ⟨tel-02461360⟩

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