Aérodynamique des centrales éoliennes opérant en milieu nordique

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Le programme de recherche proposé cible des thématiques essentielles au développement et à l'exploitation des centrales éoliennes opérant en milieu nordique tel que celui observé au Canada. Il est composé de deux volets : (i) modélisation avancée de l'aérodynamique des centrales éoliennes avec comme objectif de développer et utiliser les techniques récentes en simulation numérique des écoulements (CFD), et (ii) développement de procédures de tests pour les éoliennes et les centrales éoliennes adaptées à la réalité canadienne. Depuis plusieurs années, le groupe de recherche du professeur Masson développe une méthode de simulation de l'écoulement atmosphérique observé au sein d'une centrale éolienne. Dans le cadre du programme de recherche proposé, cette méthode d'analyse sera améliorée tant au niveau du modèle mathématique que de la méthode numérique afin d'être appliquée à certaines problématiques des centrales éoliennes installées, ou en voie d'installation, au Canada. Du côté du modèle mathématique, par exemple, des travaux sont planifiés afin: (i) d'implanter l'approche de la surface actuatrice, (ii) de réaliser des simulations instationnaires à l'aide de l'approche URANS, et (iii) de réaliser des simulations de type Large Eddy Simulations (LES) dans les centrales éoliennes. Du côté numérique, la méthode sera implantée dans le logiciel openFOAM. Enfin, cette méthode d'analyse des centrales éoliennes sera appliquée pour étudier les problématiques suivantes : (i) couplage de la technologie lidar avec CFD pour application sur terrain complexe, (ii) étude de l'instationnarité (meandering) du sillage des éoliennes, et (iii) étude de l'application de la technologie lidar montée sur nacelle à l'aide de la surface actuatrice. La méthode d'analyse développées dans le cadre de ce programme de recherche sera un outil essentiel afin d'aborder des problématiques d'actualité pour l'industrie éolienne canadienne et mondiale telles que : (i) l'évaluation de la ressource éolienne en terrain complexe, (ii) une meilleure connaissance du champ de vitesse en amont des éoliennes afin d'améliorer les stratégies de contrôle, et (iii) un modèle de sillage précis pour les grandes centrales éoliennes opérant en climat nordique.