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Etude numérique et expérimentale de l'écoulement autour d'un rotor éolien

dc.contributor.author
 hal.structure.identifier
DOBREV, Ivan
34955 Laboratoire de SImulation NUmérique en MEcanique des Fluides [SINUMEF]
134975 Laboratoire de Dynamique des Fluides [DynFluid]
dc.contributor.author
 hal.structure.identifier
MASSOUH, Fawaz
134975 Laboratoire de Dynamique des Fluides [DynFluid]
dc.contributor.author
 hal.structure.identifier
MEMON, Asif
134975 Laboratoire de Dynamique des Fluides [DynFluid]
242794 Energy and Environment [EE]
dc.date.accessioned2014
dc.date.available2014
dc.date.issued2013
dc.date.submitted2014
dc.identifier.issn1755-9758
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10985/8894
dc.description.abstractAn improved model of an actuator surface is proposed, representing the flow around a wind turbine. This model was developed in conjunction with a Navier-Stokes solver using a blade element method for the calculation of power and wake development. Blades have been replaced with thin surfaces, and a boundary condition of “pressure discontinuity” has been applied with rotor inflow and blade-section characteristics. The proposed improvement consists of applying tangential body forces along the chord, in addition to normal body forces resulting from pressure discontinuity along the blade cross-section. The proposed model has been validated for the flow around a horizontal-axis wind turbine. The results obtained from the proposed model are compared with the experimental results obtained from PIV-wind tunnel techniques. The comparison has displayed the necessity of the proposed model for accurate reproduction of the wake behind rotor. The rapidity of calculation, in comparison to full-geometry modelling, appears to be promising for wind farm simulations.
dc.description.abstractUn modèle amélioré de surface active est proposé pour représenter l’écoulement autour d'une éolienne. Ce modèle est développé en association avec un solveur Navier-Stokes et en utilisant une méthode d'élément de pale pour le calcul de la puissance de l’éolienne et du développement du sillage. Les pales sont remplacées par des surfaces minces, et une condition limite de "discontinuité de pression" a été appliquée à partir de la vitesse d'entrée dans le rotor et des caractéristiques du profil de pale. L'amélioration proposée consiste à appliquer des forces volumiques tangentielles le long de la corde, en plus des forces volumiques normales résultantes de la discontinuité de pression à travers la surface de la pale. Le modèle proposé a été validé pour l'écoulement autour d'une éolienne à axe horizontal. Les résultats obtenus à partir du modèle proposé sont comparés avec les résultats expérimentaux obtenus en soufflerie par la technique PIV. La comparaison a démontré l’intérêt du modèle proposé pour une bonne reproduction du sillage derrière le rotor. La rapidité de calcul, par rapport à la simulation d’une géométrie complète des pales, semble promettant pour des simulations de parcs éoliens.
dc.description.sponsorshipRecherche financée par le laboratoire et par l'Institut CARNOT ARTS
dc.language.isoen
dc.publisherInderScience
dc.rightsPost-print
dc.subjectwind turbine
dc.subjectwake
dc.subjectparticle image velocimetry
dc.subjectPIV
dc.subjectEoliennes, sillage, vélocimétrie par images de particules, PIV
dc.titleExperimental and numerical study of flow around a wind turbine rotor
dc.titleEtude numérique et expérimentale de l'écoulement autour d'un rotor éolien
dc.identifier.doi10.1504/IJESMS.2013.052380
dc.typdocArticle dans une revue avec comité de lecture
dc.localisationCentre de Paris
dc.subject.halPhysique: Dynamique des Fluides
dc.subject.halInformatique: Modélisation et simulation
dc.subject.halSciences de l'environnement: Ingénierie de l'environnement
dc.subject.halSciences de l'ingénieur: Mécanique
dc.subject.halSciences de l'ingénieur: Mécanique: Génie mécanique
dc.subject.halSciences de l'ingénieur: Mécanique: Mécanique des fluides
ensam.audienceInternationale
ensam.page137-146
ensam.journalInternational Journal of Engineering Systems Modelling and Simulation
ensam.volumeVol. 5
ensam.issueNos. 1/2/3
ensam.languagefr
hal.identifierhal-01082752
hal.version1
hal.submission.permittedupdateFiles
hal.statusaccept


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