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Éolienne

Dynamique des constructions. Éolienne. Introduction. Rayon en pied du mât 1.1 m Rayon au sommet du mât 0.54 m Hauteur du mât 30 m Longueur d’une pale 14 m Nacelle avec rotor 18600 kg Masse d’une pale 850 kg Masse du mât 20600 kg Masse totale installée 36800 kg.

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Presentation Transcript

  1. Dynamique des constructions Éolienne

  2. Introduction Rayon en pied du mât 1.1 m Rayon au sommet du mât 0.54 m Hauteur du mât 30 m Longueur d’une pale 14 m Nacelle avec rotor 18600 kg Masse d’une pale 850 kg Masse du mât 20600 kg Masse totale installée 36800 kg Modes propres de flexion: Rigidité faible en flexion donc modes à basse fréquence plus dangereux

  3. Introduction Calcul de l’épaisseur Calcul du moment quadratique par rapport à y

  4. Modèles analytiques

  5. Modèle a 1 degré de liberté Déformée statique On déduit du calcul de l’énergie cinétique:

  6. Modèle continu avec masse ponctuelle Calcul du quotient de Rayleigh avec les champs de test suivants: on a

  7. Modèle continu avec masses ponctuelles excentrées

  8. Modèle continu avec masses ponctuelles excentrées Calcul du déplacement de la masse a l’extrémité: Contribution à l’inertie totale:

  9. Modèle continu avec masses ponctuelles excentrées Calcul du quotient de Rayleigh puis de la fréquence fondamentale:

  10. Bilan des modèles analytiques • L’ordre de grandeur est de 0.9 Hz, les valeurs réelles sont légèrement inférieures; • Le champ de test a plus d’influence sur les résultats que le modèle.

  11. Éléments finis

  12. A deux éléments EI

  13. A deux éléments Exemple d’assemblage des matrices élémentaires pour K Calcul de valeurs propres et de fréquences propres

  14. Modèles numériques sous CATIA • Linéiques, Surfacique, Volumique • Premiers modes de flexion uniquement • Masse répartie a l’extrémité du mat (nacelle) • Maillages identiques pour chaque modèle (100mm)

  15. Modèles linéiques: Poutre encastrée libre • Masse ponctuelle a l’extrémité • Section cylindrique 0,825 Hz 8,13 Hz 24,3 Hz Raideur et excentration des pales non prises en compte

  16. Modèles linéiques: Avec masses excentrées • Pales de masse linéique nulle, infiniment raides • Masses ponctuelles au centre 0,820 Hz 7,10 Hz 17,3 Hz Légère diminution des fréquences

  17. Modèles linéiques: Avec pales flexibles • Pales flexibles, de section rectangulaire • Nombreux modes de pales 0,812 Hz 8,10 Hz 24,3 Hz Résultats très proches du 1er modèle

  18. Modèle surfacique • Maillage de 250mm • Epaisseur virtuelle de 17 mm • Nœuds bloqués sur le sommet du mat 1,11 Hz 8,68 Hz 24,4 Hz Augmentation des fréquences: on prend en compte le caractère conique du mat (plus de rigidité)

  19. Modèle volumique et conclusions • Modèle volumique: donne des fréquences proches du modèle surfacique Maillage trop large devant l’épaisseur du mat: éléments distordus Peu fiable • Résultats proches pour tous les modèles linéiques pas de couplage entre les modes de pales et ceux du mat

  20. Conclusion

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