Modélisation de l'écoulement dans une turbine Darrieus à nombre de Reynolds modéré
Résumé
La présente étude se concentre sur la prédiction des performances de turbines à axe verticale de
type Darrieus. On cherche à mieux comprendre la complexité des phénomènes qui gèrent l’écoulement
dans ces machines. Les nombres de Reynolds typiques de l’ordre de 10 5 sont assez faibles pour avoir
une couche limite laminaire sur une étendue significative des profils. De plus, les variations cycliques
d’incidence locale provoquent des effets instationnaires, voire des phénomènes de décollements
dynamiques à faible vitesse spécifique.
Dans une première partie, l’importance de détails géométriques sur les performances des
machines est mise en évidence à travers les différents essais menés au Laboratoires Sandia. Dans une
deuxième partie, une modélisation numérique locale en fluide visqueux est mise en place à l’aide du
logiciel Fluent. La technique des maillages glissants (“Sliding Mesh”) est utilisée pour traiter le
caractère instationnaire de l’écoulement. Le modèle de turbulence bas Reynolds Spalart-Almaras est
utilisé. Les modélisations sont effectuées sur une pale fixe ainsi que sur une machine Darrieus à deux
pales. Les résultats obtenus sont confrontés aux données disponibles dans la littérature. En particulier,
les structures tourbillonnaires modélisées sont comparées avec celles de l’écoulement réel.
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