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Vers une amélioration des performances des éoliennes en conditions de givre

Plante Montminy, Daryl 24 May 2022 (has links)
L'énergie éolienne est une source d'énergie d'avenir, par sa capacité à aider à lutter contre les changements climatiques, mais aussi par sa compétitivité économique. Les régions nordiques comme le Canada possèdent un grand potentiel éolien dû à une répartition avantageuse des courants d'air. Cependant, ces régions sont souvent celles où les évènements de givre atmosphérique sont les plus importants. L'accumulation de givre sur les pales des éoliennes représente un problème majeur pour les opérateurs de parcs éoliens créant d'importantes pertes de production. Ce projet de maîtrise vise à améliorer la compréhension de l'impact du givre sur les éoliennes et à développer des solutions alternatives d'opération afin de réduire les pertes de production liées à l'accumulation de givre sur les pales des éoliennes installées en milieux froids. Des approches numérique et expérimentale ont été jumelées afin de calculer le comportement théorique d'une éolienne sous différentes conditions de givre. Tout d'abord, des turbines d'un parc éolien de la province de Québec ont été instrumentées afin de mesurer les conditions atmosphériques locales. Au terme de presque deux hivers complets, les données météorologiques des éoliennes instrumentées ont été comparées afin de déterminer l'étendue spatiale et temporelle des mesures atmosphériques prises sur une turbine, dans l'optique d'optimiser le nombre de points de mesures nécessaires pour un parc éolien. La prise de ces mesures atmosphériques est réalisée à l'aide de plateformes de détection des conditions météorologiques (PDCM) installées à même les nacelles de quatre turbines situées à différents endroits à travers le parc éolien. D'autre part, un modèle numérique suivant la méthode Blade Element Momentum (BEM) a été développé dans le cadre de ce projet afin de calculer la puissance théorique d'une turbine. L'utilisation du code LEWICE a permis de simuler l'accumulation de givre sur un cylindre de référence et sur des sections de pales d'une éolienne grâce à des mesures atmosphériques réelles, prises sur les turbines instrumentées lors d'évènements de givre. Par la suite, le logiciel d'analyse par volumes finis StarCCM+ a permis d'explorer l'impact de la glace sur les performances aérodynamiques des profils de pales en calculant les polaires aérodynamiques des profils glacés modélisés dans LEWICE. Ces résultats intégrés dans le modèle numérique BEM développé ont été finalement été comparés avec les données de production de l'éolienne de référence instrumentée durant ces événements de givre afin de valider la méthode numérique utilisée. / Wind Power is an energy source of the future, with its capability to help fighting against climate change, but also through its economic competitiveness. Cold climate regions such as Canada have a huge wind potential due to an advantageous distribution of wind flow. However, these regions are often the ones where atmospheric icing events are the most significant. Ice accretion on wind turbine blades is a major concern for wind farm operators, resulting in significant power production losses. This project aims to improve the knowledge on the impacts of icing on wind-turbine blades and to suggest alternative solutions in order to reduce those power-production losses caused by icing. Numerical and experimental approaches were used to determine the theoretical behavior of a wind turbine under different icing conditions. First, turbines from a wind farm in the province of Quebec were instrumented to measure in situ atmospheric conditions. After nearly two complete winters of data acquisition, the meteorological data from the instrumented wind turbines were compared to determine their spatial and temporal extent in order to optimize the number of measurement points in a wind farm. Meteorological data were acquired with four Meteorological Condition Monitoring Stations (MCMS) installed on turbine's nacelles, in different place through the wind farm. On the other hand, a numerical model was developed following the Blade Element Momentum (BEM) method in order to compute the theoretical power of a wind turbine. The ice accretion code LEWICE was used to compute ice accretion on a reference cylinder and blade airfoils with input data recorded on wind-turbine nacelles during icing events. Subsequently, the iced airfoils were analyzed with the StarCCM+ CFD software to explore the impact of icing on the aerodynamic performance losses of the blade sections. These results were then as input of the BEM numerical model and compared to real performance data from the instrumented wind turbine during the same icing events in order to validate the method used in the project.
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Impact of active deformable blades on the performance of vertical axis wind and hydrokinetic turbines

Banijamali, Seyed Vahid 17 May 2023 (has links)
Titre de l'écran-titre (visionné le 1er mai 2023) / Ce mémoire de maîtrise porte sur l'amélioration des performances des turbines à axe vertical. La solution proposée est d'équiper ces turbines de profils aérodynamiques déformables, qui sont capables de se déformer à différents angles d'azimut afin d'atteindre le maximum d'efficacité possible. Les deux tiers de la corde du profil aérodynamique des pales sont considérés comme déformables, tandis que l'autre tiers situé au bord d'attaque est considéré comme rigide. Le profil aérodynamique subit une déformation active, donc la déformation peut être appliquée tout au long du cycle de façon dynamique. Ainsi, dans un cycle complet, la pale peut avoir des formes différentes avec le bord de fuite qui pointe vers l'intérieur ou vers l'extérieur du cercle qui circonscrit la turbine avec des amplitudes différentes. Pour l'étude, le logiciel commercial StarCCM+ et les équations de Navier-Stokes moyennées (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes, URANS) sont utilisés en 2D afin de caractériser le comportement de la turbine pendant la rotation. Pour simuler le mouvement de déformation du profil aérodynamique, une technique de maillage superposé (overset mesh) est utilisée en conjonction avec une technique de krigeage (Radial Basis Function, RBF) pour déformer et déplacer le maillage en fonction de la déformation de la pale. Divers profils aérodynamiques, y compris des profils aérodynamiques non déformés, des profils aérodynamiques déformés statiquement et des profils aérodynamiques dynamiquement déformables, sont examinés et comparés en termes de leurs performances. Divers facteurs sont discutés tels que : le rapport de vitesse en bout de pale (tip-speed ratio), l'amplitude de déformation du profil aérodynamique et les périodes où les déformations sont appliquées. Les profils aérodynamiques déformables permettent d'augmenter l'efficacité de la turbine quel que soit le rapport de vitesse en bout de pale. Lorsque la turbine fonctionne à des rapports de vitesse non optimaux, les performances de la turbine sont améliorées de manière significative. Néanmoins, une augmentation de 3,55% est tout de même obtenue au rapport de vitesse optimal par rapport aux profils aérodynamiques non déformés. / This master's thesis focuses on improving the performance of vertical axis turbines. The proposed solution is to equip these turbines with deformable airfoils, which are capable of deforming at different azimuthal angles in order to achieve better efficiency. Two-thirds of the airfoil's chord is considered deformable, while one-third is considered undeformed at the leading edge. The airfoil undergoes active deformations such that the deformation can be applied and modified dynamically throughout the cycle. Thus, in one complete cycle, the airfoil may have different shapes with the trailing edge pointing inward or outward with different amplitudes. For the study, the commercial finite-volume software StarCCM+ is used and the 2D Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) model is employed in order to characterize the turbine's behavior during rotation. An overset mesh technique is used in conjunction with radial basis function in order to deform and move the mesh with respect to the blade deformation. Various airfoils, including undeformed airfoils, morphed deformed airfoils, and dynamically deformable airfoils, are examined and compared with respect to their performance. Various factors such as the tip-speed ratio, airfoil amplitudes, and the periods where deformations are applied are discussed. Deformable airfoils can increase the efficiency of the turbine regardless of the tip speed ratio. When the turbine is operated at non-optimal tip speed ratios, the performance of the turbine is enhanced significantly. Nevertheless, an increase of 3.55% is still reported at the optimal tip speed ratio compared to undeformed airfoils.
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Improving the performance of H-Darrieus vertical-axis turbines for their use in isolation and within turbine farms

Villeneuve, Thierry 12 August 2021 (has links)
Les turbines à axe vertical attirent de plus en plus l'attention dans le secteur de la production d'énergie éolienne et hydrolienne. Ce concept de turbine possède quelques avantages intéressants par rapport aux turbines à axe horizontal qui sont déjà bien établies dans le domaine éolien. En fait, des travaux récents ont suggéré que les turbines à axe vertical pourraient être favorablement utilisées dans un contexte de déploiement en parc de turbines. Par contre, cette technologie est relativement jeune et davantage de travaux de recherche et développement sont nécessaires afin d'évaluer pleinement leur potentiel en vue d'une utilisation en parc. En effet, il faut mieux caractériser les performances de ces turbines, trouver des moyens d'améliorer leur efficacité aérodynamique et comprendre les différents mécanismes physiques affectant la ré-énergisation de leur sillage afin de tirer des conclusions éclairées quant à leur éventuelle utilisation dans un parc éolien ou hydrolien. Dans ce contexte, la présente thèse vise à étudier l'impact de deux considérations de design sur l'efficacité et sur le sillage des turbines à axe vertical : l'utilisation de plaques de bout détachées et l'effet des bras de support des pales. Dans un premier temps, l'effet des plaques de bout détachées sur les performances et sur le sillage d'une turbine à axe vertical est étudié. Une plaque de bout détachée consiste en une mince plaque fixe située très près du bout des pales de la turbine, mais sans être en contact avec ces dernières. À l'aide de simulations numériques (CFD), deux géométries de plaques de bout détachées sont simulées sur une turbine à axe vertical : une géométrie circulaire et une en forme de demi-anneau. Les résultats obtenus démontrent que ces deux géométries de plaques de bout détachées permettent d'améliorer considérablement l'efficacité de la turbine à axe vertical considérée. Cette augmentation s'explique principalement par l'interaction visqueuse qui se forme entre les pales de la turbine et les plaques debout détachées. Cette interaction cause une hausse de la circulation et de la portance près du bout des pales, ce qui entraîne une augmentation de la puissance extraite de l'écoulement. En ce qui a trait au sillage, il est également démontré que l'utilisation de plaques de bout détachées en forme de demi-anneau permet d'accélérer la récupération de vitesse derrière la turbine à axe vertical considérée. L'interaction visqueuse entre les pales de la turbine et les plaques de bout détachées en forme de demi-anneau est favorable à l'induction de vitesse dans la direction de l'envergure des pales dans le sillage de la turbine, et cette induction de vitesse est bénéfique à la ré-énergisation du sillage. Pour cette raison, la récupération de vitesse dans le sillage d'une turbine avec de telles plaques de bout détachées est plus rapide que dans le sillage d'une turbine de référence (sans plaques de bout détachées). Dans un second temps, toujours à l'aide de simulations numériques, l'effet du design et du positionnement des bras de support servant à soutenir les pales de la turbine à axe vertical est étudié. Les résultats démontrent que des bras de support placés au bout des pales sont moins nuisibles à l'efficacité de la turbine que des bras placés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure. De plus, il est montré que l'utilisation d'une jonction arrondie entre les pales et les bras de support permet d'augmenter l'efficacité des turbines de manière très importante. En fait, l'utilisation de telles jonctions arrondies permet de réduire l'énergie cinétique des tourbillons de bout de pales, et donc, de diminuer considérablement leur traînée induite. Ainsi, ces jonctions arrondies aident à uniformiser l'écoulement le long des pales de la turbine et à atteindre des valeurs d'efficacité très intéressantes. Concernant le sillage, la position des bras de support affecte la distribution spatiale de la vorticité qui est éjectée dans ce dernier. Les résultats présentés démontrent que des bras de support situés au bout des pales sont légèrement nuisibles à la récupération de vitesse par rapport à des bras de support situés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure de la turbine. Toutefois, en raison de l'augmentation significative d'efficacité, l'utilisation de bras de bout de pales à jonctions arrondies demeure une option très intéressante pour les turbines à axe vertical. / Vertical-axis turbines have gained increasing attention in the wind and hydrokinetic energy sectors in recent years. This type of turbine has several interesting advantages over the well-established horizontal-axis wind turbine concept and recent works have suggested that vertical-axis turbines could be favorable for applications in turbine farms. However, this technology is relatively young and more research and development is needed to fully assess their potential in turbine farms. Indeed, it is crucial to better characterize the performance of vertical-axis turbines, find ways to improve their aerodynamic efficiency and understand the different physical mechanisms affecting their wake recovery in order to draw informed conclusions about their eventual use in wind farms and hydrokinetic turbine farms. In this context, the present thesis aims at studying the impact of two design considerations on the efficiency and on the wake recovery of vertical-axis turbines: the use of detached end-plates and the effect of the blade support structures.Firstly, the effect of detached end-plates on the performance and on the wake recovery of a vertical-axis turbine is investigated. A detached end-plate consists of a thin stationary plate that is located very close to the tips of the turbine blades, but not in contact with them. Using numerical simulations (CFD), two geometries of detached end-plates are simulated on a vertical-axis turbine: a circular geometry and a semi-annular one. The results show that these two geometries of detached end-plates allow to significantly increase the efficiency of the vertical-axis turbine considered. The efficiency enhancement can be explained by the viscous interaction that takes place between the turbine bladesand the detached end-plates. This interaction increases the circulation and the lift near the blade tips,which also increases the power extracted from the flow. Regarding the wake, it is shown that the use of semi-annular detached end-plates leads to a faster velocity recovery downstream of the vertical-axis turbine considered. The viscous interaction between the blades and the semi-annular detached end-plates is favorable to the velocity that is induced in the spanwise direction in the turbine wake, and this velocity induction is beneficial to the wake re-energization. Consequently, the velocity recovery in the wake of the turbine with semi-annular detached end-plates is faster than that in the wake of the reference turbine (without detached end-plates).Secondly, always using numerical simulations, the effect of the design and of the position of the blade support structures (i.e., the struts) is investigated on a vertical-axis turbine. The results show that the struts are less detrimental to the turbine efficiency if they are located at the tips of the turbine blades, rather than at other intermediate positions along the blade span. Moreover, it is shown that the use of rounded blade-strut junction geometries allows to increase the turbine efficiency very significantly. Indeed, the use of rounded blade-strut junctions reduces the kinetic energy of the blade tip vortices, and thus, decreases the induced drag considerably. Therefore, rounded blade-strut junctions help to obtain a flow that is essentially two-dimensional over a significant portion of the turbine blades and they also help to reach very interesting efficiency values. Regarding the wake recovery, the position of the struts along the blade span affects the spatial distribution of the vorticity shed in the turbine wake.The results show that struts located at the blade tips are slightly detrimental to the wake recovery incomparison with struts located at other intermediate positions along the blade span. However, because of the significant increase in efficiency, the use of rounded tip struts remains a very interesting option for vertical-axis turbines.
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Étude numérique d'une turbine à axe vertical équipée de pales flexibles

Descoteaux, Pierre-Olivier 01 February 2021 (has links)
No description available.
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Improving the performance of H-Darrieus vertical-axis turbines for their use in isolation and within turbine farms

Villeneuve, Thierry 12 August 2021 (has links)
Les turbines à axe vertical attirent de plus en plus l'attention dans le secteur de la production d'énergie éolienne et hydrolienne. Ce concept de turbine possède quelques avantages intéressants par rapport aux turbines à axe horizontal qui sont déjà bien établies dans le domaine éolien. En fait, des travaux récents ont suggéré que les turbines à axe vertical pourraient être favorablement utilisées dans un contexte de déploiement en parc de turbines. Par contre, cette technologie est relativement jeune et davantage de travaux de recherche et développement sont nécessaires afin d'évaluer pleinement leur potentiel en vue d'une utilisation en parc. En effet, il faut mieux caractériser les performances de ces turbines, trouver des moyens d'améliorer leur efficacité aérodynamique et comprendre les différents mécanismes physiques affectant la ré-énergisation de leur sillage afin de tirer des conclusions éclairées quant à leur éventuelle utilisation dans un parc éolien ou hydrolien. Dans ce contexte, la présente thèse vise à étudier l'impact de deux considérations de design sur l'efficacité et sur le sillage des turbines à axe vertical : l'utilisation de plaques de bout détachées et l'effet des bras de support des pales. Dans un premier temps, l'effet des plaques de bout détachées sur les performances et sur le sillage d'une turbine à axe vertical est étudié. Une plaque de bout détachée consiste en une mince plaque fixe située très près du bout des pales de la turbine, mais sans être en contact avec ces dernières. À l'aide de simulations numériques (CFD), deux géométries de plaques de bout détachées sont simulées sur une turbine à axe vertical : une géométrie circulaire et une en forme de demi-anneau. Les résultats obtenus démontrent que ces deux géométries de plaques de bout détachées permettent d'améliorer considérablement l'efficacité de la turbine à axe vertical considérée. Cette augmentation s'explique principalement par l'interaction visqueuse qui se forme entre les pales de la turbine et les plaques debout détachées. Cette interaction cause une hausse de la circulation et de la portance près du bout des pales, ce qui entraîne une augmentation de la puissance extraite de l'écoulement. En ce qui a trait au sillage, il est également démontré que l'utilisation de plaques de bout détachées en forme de demi-anneau permet d'accélérer la récupération de vitesse derrière la turbine à axe vertical considérée. L'interaction visqueuse entre les pales de la turbine et les plaques de bout détachées en forme de demi-anneau est favorable à l'induction de vitesse dans la direction de l'envergure des pales dans le sillage de la turbine, et cette induction de vitesse est bénéfique à la ré-énergisation du sillage. Pour cette raison, la récupération de vitesse dans le sillage d'une turbine avec de telles plaques de bout détachées est plus rapide que dans le sillage d'une turbine de référence (sans plaques de bout détachées). Dans un second temps, toujours à l'aide de simulations numériques, l'effet du design et du positionnement des bras de support servant à soutenir les pales de la turbine à axe vertical est étudié. Les résultats démontrent que des bras de support placés au bout des pales sont moins nuisibles à l'efficacité de la turbine que des bras placés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure. De plus, il est montré que l'utilisation d'une jonction arrondie entre les pales et les bras de support permet d'augmenter l'efficacité des turbines de manière très importante. En fait, l'utilisation de telles jonctions arrondies permet de réduire l'énergie cinétique des tourbillons de bout de pales, et donc, de diminuer considérablement leur traînée induite. Ainsi, ces jonctions arrondies aident à uniformiser l'écoulement le long des pales de la turbine et à atteindre des valeurs d'efficacité très intéressantes. Concernant le sillage, la position des bras de support affecte la distribution spatiale de la vorticité qui est éjectée dans ce dernier. Les résultats présentés démontrent que des bras de support situés au bout des pales sont légèrement nuisibles à la récupération de vitesse par rapport à des bras de support situés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure de la turbine. Toutefois, en raison de l'augmentation significative d'efficacité, l'utilisation de bras de bout de pales à jonctions arrondies demeure une option très intéressante pour les turbines à axe vertical. / Vertical-axis turbines have gained increasing attention in the wind and hydrokinetic energy sectors in recent years. This type of turbine has several interesting advantages over the well-established horizontal-axis wind turbine concept and recent works have suggested that vertical-axis turbines could be favorable for applications in turbine farms. However, this technology is relatively young and more research and development is needed to fully assess their potential in turbine farms. Indeed, it is crucial to better characterize the performance of vertical-axis turbines, find ways to improve their aerodynamic efficiency and understand the different physical mechanisms affecting their wake recovery in order to draw informed conclusions about their eventual use in wind farms and hydrokinetic turbine farms. In this context, the present thesis aims at studying the impact of two design considerations on the efficiency and on the wake recovery of vertical-axis turbines: the use of detached end-plates and the effect of the blade support structures. Firstly, the effect of detached end-plates on the performance and on the wake recovery of a vertical-axis turbine is investigated. A detached end-plate consists of a thin stationary plate that is located very close to the tips of the turbine blades, but not in contact with them. Using numerical simulations (CFD), two geometries of detached end-plates are simulated on a vertical-axis turbine: a circular geometry and a semi-annular one. The results show that these two geometries of detached end-plates allow to significantly increase the efficiency of the vertical-axis turbine considered. The efficiency enhancement can be explained by the viscous interaction that takes place between the turbine blades and the detached end-plates. This interaction increases the circulation and the lift near the blade tips, which also increases the power extracted from the flow. Regarding the wake, it is shown that the use of semi-annular detached end-plates leads to a faster velocity recovery downstream of the vertical-axis turbine considered. The viscous interaction between the blades and the semi-annular detached end-plates is favorable to the velocity that is induced in the spanwise direction in the turbine wake, and this velocity induction is beneficial to the wake re-energization. Consequently, the velocity recovery in the wake of the turbine with semi-annular detached end-plates is faster than that in the wake of the reference turbine (without detached end-plates). Secondly, always using numerical simulations, the effect of the design and of the position of the blade support structures (i.e., the struts) is investigated on a vertical-axis turbine. The results show that the struts are less detrimental to the turbine efficiency if they are located at the tips of the turbine blades, rather than at other intermediate positions along the blade span. Moreover, it is shown that the use of rounded blade-strut junction geometries allows to increase the turbine efficiency very significantly. Indeed, the use of rounded blade-strut junctions reduces the kinetic energy of the blade tip vortices, and thus, decreases the induced drag considerably. Therefore, rounded blade-strut junctions help to obtain a flow that is essentially two-dimensional over a significant portion of the turbine blades and they also help to reach very interesting efficiency values. Regarding the wake recovery, the position of the struts along the blade span affects the spatial distribution of the vorticity shed in the turbine wake. The results show that struts located at the blade tips are slightly detrimental to the wake recovery in comparison with struts located at other intermediate positions along the blade span. However, because of the significant increase in efficiency, the use of rounded tip struts remains a very interesting option for vertical-axis turbines.
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Vers l'amélioration de la performance des éoliennes en climat froid à l'aide de données de terrain

Roberge, Patrice 20 November 2023 (has links)
Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Le but de cette thèse est de développer des outils pour améliorer la production d'énergie éolienne en climat froid à l'aide de données de terrain. En premier lieu, il est nécessaire d'obtenir des informations concernant les conditions météorologiques du parc éolien pour améliorer la performance des éoliennes. Il n'existe présentement que très peu d'instruments qui sont en mesure de caractériser les conditions givrantes tout en étant assez robustes pour faire face aux conditions arides d'un parc éolien. La thèse qui suit fournit une validation des mesures d'un instrument météorologique installé sur la nacelle d'une éolienne. Il existe présentement plusieurs solutions pour diminuer l'impact du givre atmosphérique sur la performance des éoliennes. Par contre, il n'y a pas standard relatif à la méthodologie à utiliser pour évaluer la performance de ces solutions. Cette thèse propose une nouvelle méthodologie pour répondre à ce besoin. Avec les outils développés dans les premières sections ainsi qu'avec des données de terrain, cette thèse répond à des questions reliées à l'opération d'éoliennes en climat froid. Avec un seuil en température pour définir des événements de givre et une mesure fiable de givre sur la nacelle, il devient plus facile d'évaluer la performance des éoliennes et d'améliorer leur production d'énergie. Cette thèse propose un modèle numérique des systèmes thermiques de protection contre la glace. Avec un tel modèle il est possible d'optimiser leur opération et leur conception. Cette thèse fournit de nombreuses comparaisons avec des données provenant de parcs éoliens, telles que des études de cas, démontrant la validité des outils proposés. / The objective of this thesis is to develop tools to improve wind energy production in cold climate with field data. In order to improve the performance of wind turbines in cold climate, it is necessary to have available information relative the the meteorological situation in the wind farm. Currently, very few sensors are capable of providing icing data while being robust enough to face the harsh conditions of a wind farm. This thesis provides a validation of an icing sensor installed on a wind turbine nacelle. Currently, there are multiple solutions available to reduce the impact of atmospheric icing on wind turbine performance. However, there is no standard methodology to evaluate them. This thesis proposes a new methodology providing tools to reduce the impact of secondary factors. With the tools developped in the first sections and with field data, this thesis answers questions regarding wind turbine operation in cold climate. With a temperature threshold to define icing events and a reliable method to detect icing conditions on the nacelle, it becomes easier to evaluate the performance of wind turbines and to improve their energy production. This thesis proposes a numerical model of thermal ice protection systems. With such a model, it is possible to optimize IPS operation and design. This thesis provides numerous comparisons with data coming from wind farms, such as case studies, demonstrating the validity of the proposed tools.
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Étude des vibrations éoliennes instationnaires

Dallaire, Pierre-Olivier January 2008 (has links)
Cette recherche porte sur le phénomène des vibrations éoliennes de structures cylindriques, une instabilité aérodynamique qui affecte généralement les corps non-profilés. Le détachement tourbillonnaire causé par l'interaction fluide-structure peut amener une structure en résonance si la fréquence d'émission tourbillonnaire correspond à une de ses fréquences naturelles. Il est possible d'estimer les vitesses critiques de ce détachement en appliquant la relation de Strouhal qui utilise la fréquence naturelle de la structure, la vitesse d'écoulement et le nombre de Strouhal propre à la géométrie extérieure. Les expérimentations antérieures ont démontré que différents types de détachement tourbillonnaire se produisaient lors de cette instabilité, les dit 2P et 2S par exemple. Chaque type de détachement est associé à une différente courbe ou"branche" d'amplitude de vibration en fonction de la vitesse. Il a également été observé que ces deux courbes d'amplitude peuvent être présentes pour une même plage de vitesse, causant ainsi un hystétéris au phénomène. En utilisant un montage expérimental à très faible amortissement mécanique, ces branches d'amplitude ont été observées et étudiées pour extraire les caractéristiques des comportements instationnaire et permanent. L'ajout d'un nouveau système de visualisation haute vitesse a permis d'observer les types de détachement tourbillonnaire associés à ces branches. Les données obtenues étaient cohérentes avec la littérature et présentaient certains éléments de nouveauté. Une modélisation semi-empirique basée sur les travaux de Scanlan et les données expérimentales ont permis de déterminer les paramètres aérodynamiques nécessaires à sa formulation. Une solution numérique a été mise au point et le développement d'un code numérique a permis de reproduire les comportements vibratoires observés expérimentalement. Afin de recréer certains comportements, tels que la composante hystérétique du phénomène, l'utilisation de générateurs de nombres aléatoires s'est avérée indispensable.
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Conception globale des générateurs asynchrones à double alimentation pour éoliennes

Aguglia, Davide January 2010 (has links)
No description available.
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Évaluation de l'effet des structures éoliennes sur la réception des signaux de télédiffusion

Haj Taieb, Mohamed 16 April 2018 (has links)
Pour relever le défi de l'énergie propre, la création de parcs éoliens est l'une des alternatives les plus prometteuses. Ces parcs sont généralement placés dans des endroits venteux et dégagés comme les sommets des collines et des montagnes pour permettre un rendement énergétique optimal. Parallèlement, de tels emplacements sont favorables pour placer des antennes de radiodiffusion afin d'avoir une meilleure couverture radioélectrique et une bonne visibilité avec les stations réceptrices. Ainsi, dans de nombreux cas, on est confronté au problème de l'installation de parcs éoliens à proximité des émetteurs de télévision. Malheureusement, étant des structures métalliques de grandes dimensions les éoliennes sont susceptibles de causer des dégradations sévères sur la transmission des signaux radioélectriques. Dans ce mémoire de maîtrise on expose en premier lieu les travaux qui ont été menés pour étudier la nature d'interférence que les éoliennes sont susceptibles d'engendrer sur les systèmes de radiodiffusion électromagnétique en général et sur la réception de signaux de télévision en particulier. Par la suite on présente une succession de modèles géométriques et de modèles analytiques pour examiner de plus près la diffusion dynamique du signal causé par la rotation des pàles d'éoliennes et la diffusion statique du signal causé par des pylônes de grandes dimensions. Cette étude nous permet de déterminer les zones où l'impact de la diffusion du signal par les structures éoliennes est le plus ressenti pour aider les prometteurs[sic] de projets éoliens à évaluer les risques d'interférence sur la transmission des signaux de télévision dans une région avant de passer à la phase de construction des éoliennes.
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Modélisation de la flexion libre d'un câble multicouche tenant compte de l'élasticité des contacts

Houle-Paradis, Jean-Philippe January 2011 (has links)
Ce travail porte sur le développement d'un modèle de câble multicouche permettant la modélisation de son comportement en flexion libre, en tenant compte de l'élasticité des interfaces de contact entre les brins. Le nouveau modèle reprend plusieurs éléments de modèles considérant uniquement un comportement de type stick-slip (non-glissement - glissement) et qui ont déjà fait l'objet de publications. L'influence de l'élasticité des contacts est intégrée dans le modèle en utilisant la théorie des contacts élastiques d'Hertz. Les dimensions des ellipses de contact sont calculées en considérant un comportement élastique-parfaitement plastique. Les forces et les déplacements aux ellipses de contact sont calculés séquentiellement, en débutant par les interfaces entre la couche externe et la couche sous-jacente, pour une valeur de courbure imposée à l'axe central d'un élément de câble de longueur unitaire. La force de traction tangente à chacune des interfaces est calculée en utilisant une fonction continue de la position angulaire du brin, et le déplacement aux interfaces est calculé de manière indépendante pour chacun des brins. Le modèle est validé en comparant les résultats numériques obtenus avec ceux générés par d'autres modèles de câble ayant fait l'objet de publications, pour un conducteur AAC, un conducteur ACSR et un câble en acier. Les résultats montrent que la prise en compte de l'élasticité des contacts réduit considérablement la rigidité initiale du câble et cette valeur devient dépendante de la tension appliquée. Le comportement du câble devient non-linéaire pour de faibles valeurs de courbure, même lorsqu'aucun brin n'est en glissement. À l'aide d'un outil de calcul par éléments finis développé dans le cadre de ce travail, certains essais quasi-statiques sont reproduits numériquement, et les résultats obtenus sont comparés à des résultats expérimentaux publiés dans la littérature.

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