Simulation of Marine Current Turbines behavior : representation of the ambient turbulence and interactions effects
Simulation du comportement d'hydroliennes : modélisation de l'influence de la turbulence ambiante et des effets d'intéractions
Résumé
The development of marine current turbines arrays has been an active research topic for some years. However, many studies are still necessary in orderto fully understand the behaviour of such arrays. One of these studies is the impact of the ambient turbulence on the behaviour of marine currentturbines. Indeed recent studies have shown that ambient turbulence intensity highly modifies the behaviour of horizontal axis marine current turbines.Consequently numerical simulations have to represent the ambient turbulence or at least its effects on the performance and wake of the turbines. Another one of these studies is the assessment of interaction effect between turbines in close proximity. In order to highlight these interaction effects,experiments were carried out in the IFREMER flume tank of Boulogne-Sur-Mer. Those experiments focused on elementary interactions between three3-bladed horizontal axis turbines. In parallel to these experiments, a three- dimensional software is developed at LOMC (Université le HavreNormandie) to simulate marine current turbines in a free flow. This manuscript presents the latest numerical de- velopments carried out at LOMC incollaboration with IFREMER in order to take into account the effects of ambient turbulence on the turbines as well as the interactions effects betweenturbines.
Le développement de fermes d’hydroliennes fait l’objet de nombreuses recherches depuis quelques années. Néanmoins de nombreuses études sont encore aujourd’hui nécessaires afin de bien comprendre le comportement de telles fermes. L’une de ces études est l’influence de la turbulence ambiante sur le comportement des hydroliennes. En effet, des études récentes ont montré que la turbulence ambiante modifie fortement le comportement des hydroliennes. Ainsi, les simulations numériques se doivent de représenter la turbulence ambiante ou au moins ses effets sur les performances et le sillage des turbines. Une autre de ces études est l’évaluation des effets d’interactions entre plusieurs machines proches. Afin de mettre en évidence ces effets d’interactions, des essais expérimentaux ont été effectués au bassin de l’IFREMER de Boulogne-Sur-Mer. Ces essais portaient sur les interactions élémentaires entre trois turbines à axe horizontale. En parallèle des travaux expérimentaux, un code de calcul tridimensionnel est développé au LOMC(Université le Havre Normandie) pour simuler des hydroliennes dans un écoulement libre. Ce manuscrit présente les derniers développements numériques effectués au LOMC en collaboration avec l’IFREMER afin de prendre en compte les effets de la turbulence ambiante sur les turbines et les effets d’interactions entre machines.
Origine : Version validée par le jury (STAR)