Étude numérique aérodynamique instationnaire d'un rotor éolien de Savonius - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Étude numérique aérodynamique instationnaire d'un rotor éolien de Savonius

Pauline Butaud
Aurélien Besnard
Thibaud Marcel
  • Fonction : Auteur
Michel Maya
  • Fonction : Auteur

Résumé

L’éolienne de type Savonius est une éolienne à axe vertical qui, bien que son rendement soit assez faible, a été le sujet de nombreuses études pour comprendre, améliorer et optimiser son comportement aérodynamique. Le nombre de pales, le profil géométrique, le positionnement des aubes par rapport à l’axe sont autant de point déjà étudiés. Dans cette étude, nous avons réalisé des simulations numériques instationnaires pour appréhender clairement le fonctionnement de cette éolienne, notamment en comparant les résultats statiques (éolienne immobile) et dynamiques (éolienne en rotation). Une discrétisation par éléments finis bidimensionnelle établie sous le logiciel Star-CCM+ est utilisée, avec un modèle de turbulence statistique k-ω pour un écoulement d’air incompressible. En dynamique, la vitesse de rotation, correspondant à une charge, a été successivement modifiée pour tracer le classique diagramme du coefficient de puissance Cp en fonction du rapport des vitesses λ. Le cas statique peut être considéré comme ayant une charge infinie. Notre étude remet en question l’idée reçue sur le fonctionnement d’une éolienne Savonius. En effet, la Savonius est dite de « trainée » car son couple serait maximal lorsque les aubes sont perpendiculaires au sens de l’écoulement (surface projetée maximale), une Savonius serait donc poussée par le vent. Ce fait est effectivement vérifié en étude statique où l’éolienne est immobile. Cependant l’étude dynamique nous prouve que le couple maximal est obtenu lorsque l’axe des aubes est parallèle au vent ; l’éolienne Savonius est alors de « portance » (la force de traînée n’étant pas pour autant négligeable pour le fonctionnement de l’éolienne). Cette étude ouvre de nouvelles perspectives quant à l’optimisation des rotors Savonius. La connaissance claire et précise de son fonctionnement est nécessaire avant de tenter toute amélioration sur son rendement.
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Dates et versions

hal-03440519 , version 1 (22-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03440519 , version 1

Citer

Pauline Butaud, Aurélien Besnard, Thibaud Marcel, Michel Maya. Étude numérique aérodynamique instationnaire d'un rotor éolien de Savonius. CFM 2013 - 21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France. ⟨hal-03440519⟩

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