Nouveaux algorithmes d'interaction fluide-structure appliqués à des concepts de turbines novateurs

流体结构相互作用的新算法和涡轮机创新者的概念

• 批准号: RGPIN-2019-04489
• 负责人: Olivier, Mathieu
• 金额: $ 1.97万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2019-01-01 至 2020-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=681919
• 关键词: Nouveaux; algorithmes; interaction; fluide; structure

Dans le contexte où la société cherche à se libérer des énergies fossiles, le développement de nouvelles technologies utilisant l'énergie de l'eau et du vent est primordial. Parmi ces technologies, plusieurs concepts innovants de turbines (éoliennes et hydroliennes) sont sujets à des phénomènes instationnaires qui font intervenir des interactions fluide-structures difficiles à résoudre numériquement. Ce programme de recherche s'intéresse donc au développement de nouvelles méthodes numériques en interaction fluide-structure ainsi qu'à l'étude fondamentale de ces phénomènes, en particulier, dans les nouveaux concepts de turbines visant l'énergie hydraulique et éolienne tels que les turbines à pales flexibles et les turbines à cylindres oscillants qui utilisent le mécanisme de vibration induite par vortex.******Le développement des algorithmes de couplage sera fondé sur des méthodes utilisant le concept de compressibilité artificielle et sur des méthodes dites quasi-Newton. De récentes études ont démontré que l'instabilité des méthodes partitionnées (qui couplent deux logiciels ou algorithmes distincts) en interaction fluide-structure provient principalement des modes à basse fréquence. Afin de tirer avantage de cette caractéristique, des stratégies de filtrage seront étudiées. Le deuxième volet des travaux proposés concerne l'étude de concepts originaux de turbines (éoliennes ou hydroliennes) qui utilisent des composantes flexibles ou encore des composantes montées sur supports élastiques en mouvement passif. Dans les deux cas, les interactions fluide-structures sont au coeur de la problématique. De tels mécanismes sont susceptibles de modifier la forme des pales passivement et dynamiquement de façon à augmenter l'efficacité globale de ces machines. Ces concepts de turbines étant sujets à plusieurs paramètres, il incombe de disposer de méthodes numériques efficaces. De plus, l'expérience passée a démontré que l'étude des concepts voués à être utilisés dans l'eau font généralement intervenir des interactions fluide-solides fortes qui sont difficiles voire impossibles à prendre en compte avec les algorithmes actuels.******Les développements de nouvelles méthodes de couplage partitionné proposés permettront de résoudre des problèmes d'interactions très fortes entre un solide et un écoulement de fluide. Ces méthodes pourront notamment servir de canevas pour tous les types de simulations multiphysiques qui vont bien au-delà des interactions fluide-structures dans les turbines. Enfin, les études physiques proposées sur les nouveaux concepts de turbines permettront des avancées majeures dans les domaines des énergies éoliennes et hydrauliques puisqu'elles permettront de faire la preuve de concept de turbines novatrices. Enfin, les contributions importantes à ces technologies d'énergie renouvelable représentent un pas important pour le Canada dans la lutte aux combustibles fossiles et aux changements climatiques.

Parmi ces 技术、涡轮机创新概念（éoliennes et Hydroliennes）以及电站现象的优点流体结构相互作用的字体干预与数值概念的困难。涡轮机的水力和动力涡轮机是灵活的涡轮机和圆柱振荡器的涡轮机，可利用涡流独立振动机械装置。******根据使用方法开发耦合算法人工压缩概念拟牛顿方法和过滤策略。有关涡轮机（éoliennes 或 Hydroliennes）概念研究的第二份研究报告，涉及柔性组合或蒙特组合，以支持被动运动和流体结构的相互作用。圣心解决问题的方法是增强全球机器的效率和体验。过去，我们在使用水字体时所使用的概念研究了流体-固体相互作用的一般情况，在实际的算法中，很难预测不可能的情况。******新的发展耦合分割方法提出了解决固体与流体之间的相互作用问题的建议。 Enfin，对可再生能源技术的重要贡献加拿大致力于减少可燃物、化石和气候变化。