Numéro : 2687 - Année : 2015
Optimisation d'hydroliennes à l'aide d'une méthode CFD
Pol MULLER, DCNS Research / SIREHNA – Nantes (France)
Florent SAINCLAIR, DCNS Research / SIREHNA – Nantes (France)
Andrew CARLISLE, OpenHydro – Greenore, Louth (Irlande)
Coline DELAFOSSE, DCNS – Lorient (France)
Ce mémoire présente une technique d'optimisation numérique applicable à la conception de propulseurs et d'hydroliennes et son application à l'hydrolienne OpenHydro, un générateur marémoteur utilisant l'énergie cinétique de l'eau en mouvement pour produire de l'électricité. Ces travaux ont été réalisés dans le contexte de la conception détaillée de l'hydrolienne avec pour objectif principal l'augmentation du coefficient de puissance, souvent appelé efficacité ou rendement, obtenu à l'issue de la phase de conception préliminaire. Pour cela des techniques mises en place pour l'optimisation de carènes et de propulseurs ont été adaptées aux spécificités des hydroliennes.
La turbine est divisée en une tuyère fixe (stator), un rotor constitué de pales en nombre variable et un moyeu creux. Un modèle de CAO paramétrique de la turbine a été construit et sa robustesse éprouvée vis-à-vis de grandes variations de ses principales dimensions et des caractéristiques telles que le nombre de pales, le pas des pales ou l'épaisseur de la tuyère. Les performances de la turbine sont calculées par une méthode CFD. En raison du grand nombre de géométries à calculer, une attention particulière a été portée à la réduction des temps de maillage et de calcul à qualité équivalente de résultats sur les performances, dans des conditions environnementales données. La génération de la géométrie et le calcul des performances sont contrôlés par un environnement d'optimisation qui permet au concepteur d'explorer efficacement l'espace de conception et de rechercher une solution optimale en termes de coefficient de puissance, ainsi que de connaître l'influence des paramètres géométriques sur la traînée et le couple.
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