Assas Recherche | Construction d'une chaîne d'outils numériques pour la conception aérodynamique de pales d'éoliennes

Construction d'une chaîne d'outils numériques pour la conception aérodynamique de pales d'éoliennes (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 03/10/2016 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Jin Xin

Jin, Xin

Nom

Jin

Prénom

Xin

Nationalité

Date de soutenance : 19-09-2014

Directeur(s) de thèse : Iollo Angelo

Iollo, Angelo

Nom

Iollo

Prénom

Angelo

- Bergmann Michel

Bergmann, Michel

Nom

Bergmann

Prénom

Michel

Etablissement de soutenance : Bordeaux

Bordeaux

Nom

Bordeaux

Laboratoire : Institut de mathématiques de Bordeaux

Institut de mathématiques de Bordeaux

Nom

Institut de mathématiques de Bordeaux

- Institut national de recherche en informatique et en automatique (France ; 1979-....)

Institut national de recherche en informatique et en automatique (France ; 1979-....)

Nom

Institut national de recherche en informatique et en automatique (France ; 1979-....)

Ecole doctorale : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)

École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)

Nom

École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)

Informations générales

Discipline : Mathématiques appliquées et calcul scientifique
Classification : Mathématiques

Mots-clés libres : Pale éolienne, Conception aérodynamique, Disc Actif, CFD, Navier-Stokes, Nelder- Mead Simplex, WUI, Level-Set, Pénalisation, Calcul parallèle
Mots-clés :

Éoliennes - Conception assistée par ordinateur
Aérodynamique
Analyse numérique
Équations de Navier-Stokes -- Solutions numériques
Ensembles de niveaux, Méthodes d'
Rotors
Rouleaux compresseurs - Construction - Simulation par ordinateur

Résumé : Ce mémoire présente les travaux réalisés en aérodynamique afin de pouvoir disposer d’une chaîne de conception complète nécessaire au traitement des différentes problématiques sur les pales éoliennes, qui ne peuvent être pris en compte à l’aide d’une méthode unique. Afin de pouvoir faire de l’optimisation de pales en fonction de différents critères, un outil numérique simplifié (VALDAG) a été développé. Le module de simulation utilise la méthode du Disque Actif Généralisé, qui s’appuie sur la résolution des équations Navier-Stokes, complété par des corrections empiriques. Il respecte un compromis entre la précision et le coût de calcul. Cet outil pour lequel une interface web a été développée pour le rendre adapté à des travaux d’ingénierie est susceptible de se calibrer automatiquement sur une nouvelle géométrie de pale grâce à la méthode Nelder-Mead Simplex. On peut ensuite réaliser une optimisation de la performance de la pale en modifiant cette géométrie, et générer les fichiers 3D qui serviront d’entrée à la simulation 3D et de visualisation des optimisations de forme. Ces designs optimisés sont ensuite validés par des simulations DNS à l’aide de l’outil NaSCar 3D développé à l’INRIA. Cet outil résout des équations Navier-Stokes sur un maillage cartésien 3D et prend en compte des obstacles immergés via la fonction Level-Set et la pénalisation. Après des adaptations sur le traitement de la géométrie de pales, un compromis de configuration CFD est trouvé pour simuler un rotor éolien. En conclusion, ce paquet d’outils VALDAG est peu coûteux, facile à utiliser et efficace. En associant VALDAG aux simulations 3D, une chaîne de conception est complétée.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2014BORD0099
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive