Modélisation d’un écoulement pulsatif et oscillatoire autour d’une pale d’éolienne HAWT Application au décrochage dynamique

Abstract

L’étude d’une turbine éolienne à axe horizontal (HAWT) soumise à des conditions de fonctionnement en présence de vent est très complexe, car la machine est soumise à une variation instantanée de la vitesse et de la direction du vent, qui peut conduire inévitablement les aubes de turbine en phase de décrochage dynamique. L’intensité de ce phénomène conduit à une baisse soudaine du coefficient de portance et donc à la dégradation de ses performances aérodynamiques. Ce présent travail est une simulation numérique bidimensionnelle de la variation instantanée de la direction du vent par rapport à la pale de turbine, comparée aux données expérimentales disponibles dans la littérature. L’effet de la variation de l’angle d’incidence d’un profil S809 est donc étudié en utilisant une approche URANS pour prédire le décrochage. La modélisation de la turbulence est assurée à l’aide des modèles. Le logiciel Fluent est utilisé pour la résolution numérique des équations URANS. Les résultats numériques sont comparés aux données expérimentales rapportées par la littérature. Les résultats montrent l’importance de prendre en compte le comportement de l’écoulement instationnaire dans les analyses afin d’obtenir une estimation précise des charges aérodynamiques qui agissent sur l’éolienne.