Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière

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Simulations numériques tri-dimensionnellles d’une hydrolienne non-déformable à rotation induite par le fluide

06 avril 2021

Le potentiel global hydrolien dépend en partie des technologies de turbines utilisées. L'un des points problématiques est la vitesse d'écoulement minimale requise pour mettre le rotor en mouvement. La nouveauté de cet article est la mise en place d'une méthode innovante pour modéliser les interactions fluide-structure pour les hydroliennes. La première partie de ce travail visait à valider le modèle numérique pour les cas classiques de rotation (rotation forcée), en particulier, à l'aide d'une étude de convergence des maillages. Une fois le modèle rendu indépendant du maillage, les résultats numériques ont été testés par rapport à des données expérimentales pour des hydroliennes à axe vertical et horizontal. Une bonne correspondance est obtenue entre les sorties de modèle et les données expérimentales pour les coefficients de puissance et de traînée. Dans le sillage, les tourbillons ont bien été capturés. Ensuite, une modélisation de la rotation de la turbine induite par le fluide a été implémentée. Les résultats correspondent au comportement physique attendu. Les deux turbines ont tourné dans le bon sens avec une accélération cohérente. Cette étude montre les différences fondamentales de fonctionnement entre une hydrolienne à axe horizontal et une à axe vertical. Le manque d'expériences pour une hydrolienne à vitesse de rotation libre est une limitation, et dans l’avenir un frein numérique pourrait être mis en œuvre pour surmonter cette difficulté.


Robin, I., Bennis, A.-C., Dauvin, J.-C. (2021) 3D simulation with flow-induced rotation for non-deformable tidal turbines.Journal of Marine Science and Engineering, 9 (3), art. no. 250, pp. 1-26.10.3390/jmse9030250