Modélisation et Etude des Vibrations libres d'une petite Eoliènne à axe Horizontal

Abstract

Domestic wind turbines appear as a suitable machine in urban areas and remote locations to supply the electrical equipment of weather stations, the water drainage, and the production of electricity ... etc. Nevertheless, the design of these systems must give particular attention to the wind as an undesirable disturbing load for stability and reliability of the structure. CAD computer-aided design technology has become a powerful tool in the modern complex and multidisciplinary engineering. The work presented in this thesis aims to geometric modeling and analysis of the static and dynamic behavior (modal) of a horizontal axis wind turbine 3D finite element. This approach to design and optimization of the structure under its own weight and critical wind load (30m / s). The results show that the structure is stable and reliable because the mechanical properties of strength and stiffness are acceptable and the interests of the mass of the natural modes rates are low, and the modes do not have a great influence on the health status dynamics of the wind turbine structure. Software Simulation SOLIDWORKS and SOLIDWORKS 2014 are used in this study to model geometrically wind and simulate its static behavior modal 3D finite element.

Les éoliennes domestiques apparaissent comme une machine appropriée dans les milieux urbains et les sites isolés pour l’approvisionnement des appareils électrique des stations météo, l'exhaure de l'eau, la production de l'électricité…etc. Néanmoins, la conception de ces systèmes doit donner une attention particulière à l’action du vent comme une charge perturbatrice indésirable pour la stabilité et la fiabilité de la structure. La conception assistée par ordinateur CAO est devenue un outil technologique puissant dans l'ingénierie moderne complexe et multidisciplinaire. Le travail présenté dans cette thèse a pour objectif la modélisation géométrique et l'analyse du comportement statique et dynamique (modale) d’une éolienne à axe horizontal par éléments finis 3D. Cette approche de conception et d'optimisation de la structure soumis à son poids propre et à une charge critique de vent (30m/s). Les résultats obtenus montrent que la structure est stable et fiable car les propriétés mécaniques de résistance et de rigidité sont acceptables et les taux des participations massiques des modes propres sont faibles, ainsi les modes n’ont pas une grande influence sur l’état de santé dynamique de la structure de l’éolienne. Les logiciels SOLIDWORKS 2014 et SOLIDWORKS Simulation sont utilisés dans cette étude pour modéliser géométriquement l’éolienne et simuler son comportement statique modal par éléments finis 3D.