Etude de l’écoulement tridimensionnel et instationnaire dans un rotor d’une éolienne Savonius

L’objet de la présente étude est d’élaborer un code de calcul pour la résolution des équations régissant l’écoulement des fluides dans une éolienne à axe vertical. Afin de vérifier l’efficacité de notre code, nous avons fait une application sur le rotor Savonius. L’écoulement des fluides dans une roue tournante est défini par les équations de continuité, de Navier-Stokes et de l’énergie. Ces équations sont résolues numériquement par la méthode de différence finie explicite de Lax-Wendroff suivi de l’addition d’une viscosité artificielle corrigée suivant le temps. La précision spatio-temporelle de notre schéma est d’ordre deux et la stabilité du calcul numérique est assurée par la condition CFL qui impose une contrainte sur le pas de temps. Les résultats sont présentés par des courbes de pression et de Mach.

The purpose of this study is to develop a computational code for solving the equations governing the flow of fluids in a vertical axis wind turbine. In order to check the effectiveness of our code, we made an application on the Savonius rotor. The equations that define the flow of fluids in a rotating wheel are that of continuity, Navier-Stokes and energy. These equations are solved numerically by the explicit Lax-Wendroff finite difference method followed by the addition of a time-corrected artificial viscosity. The precision in the space and in the time of our scheme is second order and the stability of the numerical computation is ensured by the CFL condition which imposes a constrain on the time step. The results are presented by pressure and Mach curves.

Rotor Savonius Simulation instationnaire aérodynamique turbomachine

Savonius rotor unsteady simulation aerodynamics turbomachinery