Caractérisation de l’écoulement autour d’une éolienne à axe vertical de type Darrieus bipale

Abstract

Résumé Dans ce mémoire, on présente une étude numérique de l’écoulement d’air incompressible turbulent bidimensionnel auteur d’une éolienne bipales a axe verticale de type Darrieus dont les pales sont caractérisées par le profile aérodynamique symétrique NACA0018. Cette étude est effectuée à l’aide d’un code libre (OpenFoam) basé sur la méthode des volumes finis. L’approche numérique utilisée est basée sur la résolution des équations de Navier-Stokes moyennées (RANS), en utilisant le modèle de turbulence kω-SST Dans une première partie les calculs sont effectués pour un profil fixe. Les résultats obtenus (la Variation du coefficient de portance) sont en bonne corrélation avec des données expérimentales. La seconde partie consiste à la modélisation de l’écoulement autour d’une éolienne en rotation. La distribution de la vitesse de l’écoulement et la vorticité sont présentées pour différentes vitesses de rotation.

Abstract In this thesis, we present a numerical study of two-dimensional turbulent incompressible airflow around a two-blades vertical axis wind turbine named Darrieus. Where the blades are characterized by the symmetrical aerodynamic profile NACA0018. This study is carried out using a CFD open sources code (OpenFoam) based on the finite volume method. The numerical approach used is based on the resolution of the averaged NavierStokes equations (RANS), using the kω-SST turbulence model. In a first part the calculations are carried out for a fixed airfoil. The obtained results(the variation of the lift coefficient) are in good correlation with experimental data. The second part consists in modeling the flow around a rotating wind turbine. Flow velocity distribution and vorticity are presented for different rotational speeds.