Dynamique des constructions
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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

Introduction
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


Introduction1
Introduction

Calcul de l’épaisseur

Calcul du moment quadratique par rapport à y



Mod le a 1 degr de libert
Modèle a 1 degré de liberté

Déformée statique

On déduit du calcul de l’énergie cinétique:


Mod le continu avec masse ponctuelle
Modèle continu avec masse ponctuelle

Calcul du quotient de Rayleigh avec les champs de test suivants:

on a



Mod le continu avec masses ponctuelles excentr es1
Modèle continu avec masses ponctuelles excentrées

Calcul du déplacement de la masse a l’extrémité:

Contribution à l’inertie totale:


Mod le continu avec masses ponctuelles excentr es2
Modèle continu avec masses ponctuelles excentrées

Calcul du quotient de Rayleigh puis de la fréquence fondamentale:


Bilan des mod les analytiques
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.




A deux l ments1
A deux éléments

Exemple d’assemblage des matrices élémentaires pour K

Calcul de valeurs propres et de fréquences propres


Mod les num riques sous catia
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)


Mod les lin iques poutre encastr e libre
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


Mod les lin iques avec masses excentr es
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


Mod les lin iques avec pales flexibles
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


Mod le surfacique
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)


Mod le volumique et conclusions
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



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