Comparaison des méthodes d'estimation du centre du sillage des éoliennes en mer modélisées en soufflerie par un disque poreux - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Comparaison des méthodes d'estimation du centre du sillage des éoliennes en mer modélisées en soufflerie par un disque poreux

Résumé

The growing interest in offshore wind technologies such as floating wind turbines requires a better understanding of their wake, which allows a better optimization of new wind farms. Indeed, several wake tracking algorithms to estimate the center of the wake have been developed with different computational methods. Three of these approaches are presented in this paper and their results are analyzed in order to observe the biases they may imply, for example, during future studies on the wake of floating wind turbines. Thus, the three algorithms are the convolution method, the Gaussian fit method and the weighted geometric center method, with the case study of a fixed porous disk in an atmospheric wind tunnel. Other ’sub-methods’, i.e. linked to one of the three approaches mentioned above, are also developed to enrich the results. The algorithms are compared through the position of the instantaneous wake centers, the velocities at the found center or the wake surface. A reliability coefficient is constructed here for the weighted geometric center algorithm and is also compared with the one of the Gaussian fit method. The mean mobile field, which represents the actual wake of a downstream wind turbine, is also presented for each method. Finally, the data show that, if the methods coming from the same algorithm have very close results, the algorithms between them can have significant differences.
L’intérêt de plus en plus important pour les technologies d’éoliennes en mer telles que les éoliennes flottantes nécessite une plus grande compréhension de leur sillage, ce qui permet une meilleure optimisation des nouveaux parcs. De fait, plusieurs algorithmes de suivi de sillage permettant d’estimer le centre du sillage ont été développés avec une méthode de calcul différente. Trois de ces approches sont présentées dans ce papier et leurs résultats sont analysés afin d’observer les biais qu’elles peuvent impliquer lors, par exemple, de futures études sur le sillage d’éoliennes flottantes. Ainsi, les trois algorithmes sont la méthode par produit de convolution, la méthode par fit gaussien et celle par centres géométriques pondérés, avec pour cas d’étude celui d’un disque poreux fixe en soufflerie atmosphérique. D’autres ’sous-méthodes’, c’est-à-dire lié à une des trois approches citées précédemment, sont aussi développées afin d’étoffer les résultats. Les algorithmes sont comparés par l’intermédiaire de la position des centres de sillage instantané, de la vitesse aux centres trouvés ou encore de la surface du sillage. Un coefficient de fiabilité est construit ici dans le cadre de l’algorithme par centres géométriques pondérés et est aussi comparé avec celui de la méthode par fit gaussien. Le champ moyen mobile, qui représente le sillage réel qu’une éolienne en aval, est aussi présenté pour chaque méthode. Finalement, les données montrent que, si les méthodes venant du même algorithme ont des résultats très proches, les algorithmes entre eux peuvent avoir de grandes différences.
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Dates et versions

hal-04712204 , version 1 (27-09-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04712204 , version 1

Citer

Antonin Hubert, Boris Conan, Sandrine Aubrun. Comparaison des méthodes d'estimation du centre du sillage des éoliennes en mer modélisées en soufflerie par un disque poreux. 25e Congrès Français de Mécanique, 2022, Nantes (France), France. ⟨hal-04712204⟩
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