Дисертації з теми "Darrieu"

This master‘s thesis deals with the simulation of small wind power plant with Savonius-Darrieus rotor. On the base of the actuator disk theory the performance of modeled power plant is predicted in theoretical part and the power coefficient as well. The process of designing the wind model is also described in this theoretical part. The practical part of this thesis is dedicated to the creating a model of DS300 vertical axis hybrid wind turbine in Matlab/Simulink. This model was used to generating of the power curve of modeled wind power plant and for the computing of power and total produced energy during an average and above-average day as well. The whole thesis is enclosed by evaluating of obtained results.

Le travail représente une contribution à la simulation numérique des écoulements cavitants dans les hydroliennes Darrieus à flux transverse. Il est constitué de cinq chapitres. Le premier présente la place et l'articulation de la thèse dans le projet HARVEST du laboratoire LEGI de Grenoble, ainsi que l'objectif visé dans le cadre des énergies renouvelables. Le deuxième présente les principes de fonctionnement des hydroliennes à flux transverse. Le troisième décrit le panorama général des différents modèles numériques de cavitation. Le quatrième présente une description du code Navier Stokes CAVKA ainsi que tous les développements apportés et introduits afin de le rendre opérationnel pour des géométries en rotation. Enfin, le cinquième chapitre présente une comparaison fine des résultats avec l'expérience. Deux types d'hydrolienne ont été calculées pour plusieurs paramètres d'avance dans le cas de configurations subcavitantes et cavitantes
This work is a contribution to the numerical simulation of the flow around cross-flow Darrieus water turbines. It consists of five chapters. The first chapter deals with the thesis position and role within the HARVEST project of laboratory LEGI at Grenoble, as weil as the purpose to be reached in the framework of renewable energies. Chapter two introduces the basic principles of Darrieus turbines. The third describes the general panorama of various cavitating models. The fourth provides a description of the Navier-Stokes CA VKA code and new numerical developments in order to calculate rotating geometries. Lastly, the fifth chapter highlights an accu rate comparison between numerical and experimental results. Two types of water turbine were calculated under sub- and cavitating flows using different tip speed ratios

Dans ce travail, l'auteur presente l'installation et la regulation d'une station aerogeneratrice situee a l'iut a de bordeaux, et utilisant un rotor de darrieus. La regulation de cet aerogenerateur se fait a l'aide d'un microprocesseur qui lance l'eolienne, optimise la puissance captee en jouant sur la charge resistive, et arrete l'appareil en cas de vitesse de rotation trop elevee. Les parametres necessaires a cette regulation ont ete determines experimentalement. Les resistances de charge ont ete optimisees grace a un programme de simulation du fonctionnement du systeme eolien

Ce document est une contribution à la modélisation numérique RANS instanonnaire dans des turbines à flux transverse de type Darrieus. Le travail s'est déroulé autour de deux axes. Dans une première étape, une analyse des phénomènes physiques qui influencent le rendement, l'auto-démarrage et l'uniformisation du couple moteur a été faite. Des solutions ont été proposées pour limiter ces inconvénients. L'utilisation de winglets, de congé de raccordement bras / aile ou de pales hélicoïdales a été proposée. Dans une deuxième étape, des modélisations RANS 2D et 3D ont été faites. Le modèle numérique fournit des résultats globaux comparables aux résultats expérimentaux. Il a été montré que les trainées de bout d'aile et d'interférence réduisent chacune d'environ 20% la puissance récupérée. Les pales hélicoïdales ne procurent pas le lissage espéré du couple moteur. Les travaux doivent se poursuivre pour valider de façon certaine cette approche numérique
This document is a contribution to Cne RANS numerical modeling of the unsteady flow field of a lift-driven water turbine of Darrieus type. The study has been conducted around two axes. The first axis was a theoretical analysis of Cne physical phenomena affecting the performance, the self-starting capability and the torque smoothing of these machines. Solutions have been proposed in order to alleviate Cnese disadvantages. The use of fairings, winglets or the helical blades was proposed. The second axis concerns the 3D RANS modeling. The numerical model provides a good agreement with the experimental results. It has been shown that the induced and the interference drag decrease approximately by 20% the power output. The helical blade does not provide the expected smoothing of the rotor torque. The work should be continued in order to validate the numerical results by comparison with experimental velocity field

L'étude développée dans cette thèse concerne le contrôle des performances et des lâchers tourbillonnaires au cours du cycle de rotation d'une hydrolienne à axe vertical de type Darrieus. L'élaboration d'une famille de lois de commande d'incidence de pales exploitant le principe de conservation de la circulation autour de profils en mouvement permet ici le contrôle du fonctionnement de l'hydrolienne ainsi que la maîtrise de son sillage tourbillonnaire afin de préserver l'environnement.L'écoulement 2D est simulé à l'aide du solveur incompressible de Star CCM+ afin de mettre en évidence l'effet de ce type de contrôle sur le rendement de la turbine pour différents points de fonctionnement. Ce modèle CFD a été utilisé pour améliorer l'analyse analytique en ce qui concerne l'extraction de l'énergie, la compréhension de l'écoulement autour de l'hydrolienne et le contrôle des tourbillons générés. La nouveauté de cette étude est l'élaboration de lois de commande de pales d'hydrolienne, basées sur des valeurs constantes et transitoires de la circulation, afin d'augmenter la puissance de la turbine tout en garantissant un contrôle efficace de la vorticité et ainsi prévenir de l'interaction entre les tourbillons et les pales. Une bonne comparaison est réalisée entre les résultats analytiques et numériques concernant les forces hydrodynamiques.En outre, une campagne d'essais a été menée afin d'acquérir des mesures quantitatives sur une hydrolienne de type Darrieus à pales fixes en terme de puissance, mais aussi des résultats qualitatifs pertinents comme la visualisation de l'écoulement autour des pales à différentes positions et pour différents points de fonctionnement. La mise en place complète d'un système PTV pour les mesures qualitatives et les étapes de traitement sont discutées et les divers paramètres obtenus à partir des études CFD sont validées en utilisant ces résultats PIV.L'étude expérimentale dans la présente recherche appo11e des informations détaillées sur les gradients de pression et de vitesse, les contours de vorticité et le critère Q qui ont servi à valider les visualisations obtenues numériquement
With key applications in marine renewable energy. the vertical axis water turbine can use current or tidal energy in an eco-friendly manner. However, it is difficult to reconcile optimal performance of hydrokinetic turbines and compliance wilh the aquatic environment as the main drawback of the turbines is the formation of non-linear flow structures caused by the unsteady movement of the blades. Eddies in the flow are advected and can interact with other blades, which leads to a reduction in power output. To limit this phenomenon, the turbines operate at high speeds, which are likely to reduce the shaft power. High speeds of rotational so forbid the passage of aquatic animais, and are the cause of a suction effect on the sediments.The objective of this thesis work is twofold. First, it aims to develop a blade pitch control to get the flow adjusted around the blade profile at any given flow configuration by incorporatin.g the profile's motion with respect to incident flow. Such a system intends to achieve the objective of operating at reduced speeds without vortical releases, which should allow achieving a high torque without causing damage to the environment.This thesis work is mainly carried out in three phases. ln the first phase, the irrotational flow over an arbitrary profile is formulated using conforma] mapping. Prospective potential flow application on the basis of Couchet theory (1976) is involved in the development of a control law that decides the blade pitching in a constant circulation framework. In the second phase, a numerical validation of the developed analytical work is presented using CFD to examine how the theoretical fomulation can be effectively applied to Darricus turbines. In the final phase, two prototypes are developed, one is classical Darrieus turbine with fixed blades, and other is the turbine with pitching blades for experimental measurements of performance as well as flow fields(by PIV) in order to validate the computational results

The performance of small, H-Darrieus vertical axis wind turbines has been investigated numerically and experimentally with particular attention paid to turbine performance at low tip speed ratios (low Reynolds number) and to turbine self-starting. Comprehensive wind tunnel measurements have been performed to provide accurate aerofoil data at low Reynolds numbers and high angles of attack; a unique requirement for vertical axis wind turbine (VAWT) starting studies. Two-dimensional CFD models and blade element momentum (BEM) models were created and assessed to provide new insight into turbine performance for different wind conditions and into different turbine geometries in order to guide the design of the experimental investigation. The experimental and numerical studies have demonstrated that design parameters including turbine solidity, blade profile, blade pitch angle and blade surface roughness have strong influences on turbine performance and turbine self-starting capability. Although other authors have conducted numerical studies of the effect of these parameters, this work represents the first experimental validation for turbine performance at low tip speed ratios. In contrast to some previous studies it is shown that there is no advantage to be gained from the use of cambered blades and that symmetrical blades set at small negative incidence provide the best design solution. It is also shown that increasing the turbine’s solidity can significantly improve self-starting capability and that for a given solidity, increasing the rotor radius with a corresponding increase of blade chord improves performance further. However, these starting performance gains are achieved at the expense of a small loss of peak power output. In addition, bio-inspired blades with tubercle leading edges are demonstrated to be able to significantly improve the turbine self-starting capability by introducing a more gradual stall characteristic. These results are the only reported measurements of the effect of tubercle leading edges on vertical axis wind turbines. Finally, a novel, real-time on-board pressure measurement system was developed and employed to examine the instantaneous blade pressure distribution and its variation when the turbine is rotating. The complex flow physics including dynamic stall, laminar separation and flow curvature were successfully recorded and provide unique, unsteady data to increase our knowledge and understanding of the transient aerodynamics of the H-Darrieus wind turbine. The experimental results were also compared with the available CFD and BEM predictions. It is demonstrated that BEM based approaches are highly sensitive to the quality of the aerofoil data that is provided as input to the model. This thesis provides validation of previous work on the question of whether H-Darrieus wind turbines can start without external assistance and in the light of this research a set of revised design rules are proposed to achieve self-starting turbines.

L'association d'une eolienne a axe vertical (darrieus) a pales droites et d'un convertisseur mecano-thermique a courants de foucault constitue le systeme de chauffage eolien etudie. La definition et la mise au point du convertisseur sont suivies de la description et du controle en vibrations de l'eolienne. La courbe du coefficient de puissance aerodynamique, cp, en fonction du rapport de vitesse specifique, vs, est obtenue par une methode inedite; en milieu naturel, a frequence de rotation variable et sans critere de stabilite, par une correction inertielle et un traitement statistique par classe de vs. La dispersion due aux ecarts de mesure de la vitesse du vent est attenuee grace au traitement suivi du mixage de plusieurs sequences de mesures obtenues sur des plages juxtaposees de vs; l'histogramme des valeurs de vs doit etre large et plat. La position relative stator-rotor du convertisseur constitue le parametre independant dont la commande permet, par son asservissement a la frequence de rotation n, le controle du systeme eolien; a la recherche de l'energie thermique maximale par vent modere et en imposant une limitation de frequence de rotation par vent fort. Le controle uniquement fonction de n n'est optimal que pour un vent stationnaire, controle statique mais nous montrons qu'il permet de recuperer en moyenne 95% de l'energie que donnerait un controle optimal dynamique. La limitation de frequence est obtenue, quelles que soient les conditions de vent, avec le convertisseur de rapport de puissances crete/nominal egal a 1,5. Le fonctionnement autonome est assure par une console de commande a microprocesseur permettant la surveillance du vent, le demarrage, le controle optimal, la limitation de frequence et tous les tests de securite necessaires a la sauvegarde du systeme eolien

Etude des contraintes et des deformees du rotor pour toute situation de fonctionnement optimal, suivant trois etapes de recherche: 1. Analyse de fabrication des pales d'aeolia 3 (forme troposkienne de construction, parametres geometriques, contraintes normales dues au procede de cintrage). 2. Analyse du comportement statique du rotor. 3. Analyse du comportement dynamique des pales en fonctionnement (y compris l'arret) avec determination des modes propres du rotor et des deformees modales. Deux methodes de calcul, toutes deux matricielles, ont ete etudiees selon les besoins en rapidite du calcul et de sa mise au point et selon les besoins de precision des resultats

This paper presents a model for the evaluation of energy performance and aerodynamic forces acting on a small vertical axis Darrieus wind turbine. It consists of an analytical code coupled to a solid modeling software, capable of generating the desired blade geometry depending on the desired design geometric parameters, which is linked to a finite volume CFD code for the calculation of rotor performance. A complete validation work based on wind tunnel measurements has been conducted. The experimental setup consisted in a classical vertical-bladed Darrieus wind turbine made of aluminium and carbon fibres, using a NACA 0021 blade profile with a chord length of 85.8 mm, which was tested in Bovisa’s low turbulence facility (Milan). The optimal spatial discretization has been achieved by analyzing the trends of some indicators of the quality of the mesh, i.e. the average value of the y+ parameter and its asymmetry. After describing and validating the model with experimental data, the results of numerical simulations are proposed on the bases of three different turbulence models (k-omega SST, k-epsilon Realizable and Spalart-Allmaras). The performance of the DU 06-W-200 blade profile was then analyzed and was compared with the performance of a classical NACA 0021 profile. The analysis led to the determination of the power coefficient for eight different tip speed ratios. The comparison between the two rotor operating curves showed that the DU 06-W-200 produces a slightly higher performance than the NACA 0021. A subsequent analysis on the NACA 0021 profile showed that the translation of blade-spoke connection does not involve significant changes in the overall rotor performance. Finally, three technical solutions for tip effects reduction were analyzed: an end plate, aeronautical winglets and an elliptical end. The application of an end plate dramatically improves the performance of the original model. The application of a winglet is quite delicate: if properly implemented, it can produce a significant increase in rotor performance, but an incorrect implementation causes very bad rotor performance. In particular, a proper execution can greatly improve the performance of the original model if the rotor operates in turbulent winds. The application of an elliptical end resulted in a decrease of rotor performance, but the analysis was limited to a single model. This will require further investigation through the modification of the elliptical profile in order to test the effect of blade tip geometry on rotor performance.
Nel presente lavoro vengono analizzati numericamente alcuni aspetti del funzionamento di una microturbina ad asse verticale modello Darrieus. Dapprima è stata condotta una campagna di validazione delle analisi numeriche tramite il sistematico confronto con le rilevazioni sperimentali condotte in galleria del vento. La discretizzazione spaziale ottimale è stata ottenuta analizzando l’andamento nell’arco di una rotazione di alcuni indicatori della qualità della mesh, ovvero il valore medio dell’y+ e la relativa asimmetria. Sono stati sviluppati due gruppi di mesh, caratterizzati da valori di y+ pari a 30 ed a 1. La scelta del modello di turbolenza, basata su dati di letteratura e su confronti numerici con le rilevazioni sperimentali condotte in galleria del vento, ha portato all’utilizzo del modello k-ω SST per le mesh caratterizzate da y+ pari a 30 e del modello k-ε Realizable per le mesh caratterizzate da y+ unitario. Si è proceduto a stimare l’influenza degli effetti d’estremità palari e del contributo frenante sulla generazione di coppia e si è infine messo a confronto con successo la curva del coefficiente di potenza determinata numericamente con quella rilevata sperimentalmente in galleria del vento. Successivamente è stato analizzato l’impiego del profilo palare DU 06-W-200, confrontandone le prestazioni rispetto ad un classico profilo NACA 0021. L’analisi svolta ha portato alla determinazione del coefficiente di potenza per otto distinti regimi di rotazione: è stata quindi tracciata la curva caratteristica del rotore per una velocità della vena fluida incidente pari a 9 m/s. Il confronto fra le curve di funzionamento dei due rotori ha evidenziato come per elevati valori del rapporto di velocità periferica il profilo DU 06-W-200 determinasse una prestazione leggermente superiore rispetto al NACA 0021. Una successiva analisi condotta unicamente sul profilo NACA 0021 ha evidenziato come la traslazione del punto di innesto della razza nel profilo palare dalla mezzeria al quarto di corda non comportasse significative variazioni nell’efficienza complessiva del rotore. Infine sono state analizzate tre tipologie di soluzioni tecniche volte alla riduzione degli effetti d’estremità: una paratia aerodinamica, una winglet ed un’estremità ellittica. L’applicazione di una paratia aerodinamica migliora nettamente le prestazioni del modello originale. L’applicazione di una winglet risulta piuttosto delicata: se realizzata correttamente, è in grado di produrre un sensibile aumento delle prestazioni del rotore, ma una errata realizzazione comporta il decadimento delle prestazioni del rotore stesso, che risultano inferiori rispetto al modello originario, privo di appendici palari. In particolare, una corretta esecuzione determina un incremento di prestazioni superiore al 10% nella parte sottovento di funzionamento del profilo palare. Tale condizione di funzionamento è peraltro caratteristica di una microturbina che, essendo posizionata su una torre di altezza modesta, opera all’interno dello strato limite atmosferico: non è pertanto da escludere che una winglet realizzata correttamente possa migliorare notevolmente le prestazioni del profilo palare anche nel funzionamento sopravento, se il rotore opera in condizioni di forte turbolenza atmosferica. L’applicazione di un’estremità ellittica ha prodotto una riduzione delle prestazioni del rotore, tuttavia l’analisi si è limitata ad un solo modello. Si rende pertanto necessario approfondire l’indagine tramite la modifica del profilo ellittico, al fine di testare l’effetto della geometria della terminazione palare sulle prestazioni del rotore.

Amb el títol de «Joventut» (1900-1906) i el darrer modernisme presentem la recerca sobre aquest setmanari que, a més de la tasca catalanista i cultural en sentit ampli empresa durant els seus set anys de vida, va impulsar, primer en paral.lel i després en solitari fins al 1914, l'edició d'obres dels més reputats autors catalans i estrangers. El nostre treball s'estructura en catorze apartats els quals, a banda del capítol I. ESTAT DE LA QÜESTIÓ, destinat a revisar els materials bibliogràfics més significatius que d'ençà de la fi de l'editorial i fins a l'actualitat han estudiat o valorat la tasca dels homes de «Joventut», segueixen a grans trets aquest doble vessant de reconstrucció de la història externa de la revista i de l'editorial, per a passar després a analitzar els àmbits més significatius que vertebren i donen caràcter a la publicació. En el capítol II. LA FORMACIÓ DEL NUCLI INTEL.LECTUAL DE «JOVENTUT», reconstruïm la prehistòria del grup, és a dir, com es coneixen, quines són les seves col.laboracions en l'àmbit literari i la seva primera temptativa periodística al capdavant de «Setmana Catalanista». En el capítol III.«JOVENTUT» (1900-1906): DESCRIPCIÓ I FUNCIONAMENT, es comenten els inicis del setmanari, la composició del cos de redacció i els col.laboradors; la descripció més general de la revista; els motius que addueix la Redacció per posar fi al setmanari; i aspectes relatius al seu finançament i a la seva política comercial. En el capítol IV. LA BIBLIOTECA JOVENTUT (1901-1914), oferim una descripció general i completa de la tasca desenvolupada per l'editorial. En un segon bloc, comprès dels capítols V a l'XI, focalitzem l'atenció en el comentari analític, i contrastat amb la bibliografia, dels diferents àmbits temàtics en què «Joventut» estructura els seus continguts. Així, en el capítol V. EL DISCURS DE LA MODERNITAT, analitzem des d'un enfocament ampli, tres camps d'actuació en què el setmanari orienta els seus esforços de renovació: la construcció d'un espai liberal i de progrés en el si de la Unió Catalanista, el distanciament respecte a Espanya i la presentació d'alguns aspectes característics de l'obertura a Europa (feminisme, conreu de la ciència...). En el capítol VI. LA CREACIÓ I LA CRÍTICA LITERÀRIES, ens enfrontem a un complex i eclèctic panorama de les lletres, que analitzem des d'una triple perspectiva que segueix un eix cronològic: a) l'estudi de la recepció de la literatura vuitcentista i el debat sobre la funció dels Jocs Florals en els primers anys de segle )0C; b) el reflex de l'eclecticisme estètic com a paradigma de la modernitat contemporània, enfocant l'anàlisi per gèneres i singularitzant, en el cas de la poesia i de la prosa, l'estudi concret de la recepció de Joan Maragall, de Joaquim Ruyra i de Víctor Català; i c) la lectura dels clàssics a «Joventut», en la confluència amb el noucentisme emergent. En el capítol VII. LA CRÍTICA TEATRAL, emprenem l'estudi d'aquesta secció, al capdavant de la qual Emili Tintorer s'encarregà de fer balanç de la situació del teatre català, de formular propostes de futur per tal de regenerar l'escena catalana i modernitzar-la, i es va responsabilitzar de la recepció crítica de les obres dramàtiques representades a Barcelona. En el capítol VIII. LA CRÍTICA MUSICAL, en primer lloc, analitzem el perfil del primer i principal responsable, Joaquim Pena, i resseguim les seves aportacions crítiques i el grau d'intervenció del setmanari en la creació i l'impuls de l'Associació Wagneriana; i, en segon lloc, abordem l’evolució de la secció de crítica musical, després de la baixa de Pena, quan aquesta passa a mans de Jeroni Zanné i d’altres col·laboradors. Semblantment, en el capítol IX. ART: CREACIÓ I CRÍTICA, analitzem la tasca dels diversos directors artístics del setmanari (Alexandre de Riquer, Joan Brull i Sebastià Junyent, principalment), i comentem la posició de «Joventut» sobre el modernisme artístic, els debats sobre art, catalanisme i moral, i la defensa de l’art antic i del patrimoni, entre altres qüestions. Els dos apartats següents centren l’atenció en l’àmbit lingüístic. En el capítol X. EL DECIDIT IMPULS A L’ESPERANTO, analitzem la important feina de divulgació que el setmanari va emprendre, a partir de 1905 i de la mà de Frederic Pujulà i Vallès, a favor del coneixement i l’ús d’aquesta llengua internacional. I, finalment, tot i que no respon com en els altres casos a l’estudi d’una secció, en el capítol XI. «JOVENTUT» I LA LLENGUA CATALANA, tractem la defensa aferrissada de l’ús de la llengua catalana en tots els àmbits i les diverses opinions i controvèrsies a l’entorn de la llengua normativa. L’apartat d’estudi estricte del setmanari «Joventut» es completa, després dels obligats capítols XII. CONCLUSIONS i XIII. SELECCIÓ BIBLIOGRÀFICA, amb el capítol XIV. ANNEXOS: a) Índexs: General d’autors i col·laboracions anònimes, Matèries i complementari de noms, Alfabètic d’autors de poesia, Alfabètic d’autors de narracions, Poemes, Narracions, Obres teatrals, Il·lustradors, Autors traduïts, Traductors, Llibres ressenyats, Crítics i obres ressenyades, Revistes ressenyades, Crítica teatral i Crítica musical; b) Textos inèdits i articles; c) subscripcions, censos i llistes diverses; i d) Documents gràfics.
Our research entitled «Joventut» (1900-1906) and the last modernism is about this weekly publication which, besides the Catalanist and cultural task carried out in a broad sense during its seven years of existence, it also promoted, firstly in parallel and later by itself, the edition of literary works by the most highly reputed Catalan and foreign authors. Our research work is organised in fourteen parts which, with the exception of Chapter 1, deal with the twofold perspective of the reconstruction of the external history of the weekly paper and the editorial department. This is followed by the analysis of the most meaningful fields that are essential and also provide its own character to the publication. Differently, Chapter I. THE STATE OF THE QUESTION (L'ESTAT DE LA QUESTIO) is intended to examine the most relevant bibliographic materials that have studied and valued the job of the editors of «Joventut» from the end of the publishing house to the present time. In chapter II. THE FORMATION OF THE INTELLECTUAL CORE OF «JOVENTUT» (LA FORMACIO DEL NUCLI INTELLECTUAL DE «JOVENTUT»), we reconstruct the prehistory of the group, that is to say, how they meet, what their collaborations in the literary field are, and their first journalist attempt when being in charge of the publication «Setmana Catalanista». In chapter III .«JOVENTUT» (1900-1906): DESCRIPTION AND OPERATION («JOVENTUT» (1900-1906): DESCRIPCIO I FUNCIONAMENT), we mention the beginnings of the weekly paper, the composition of the editors team and the collaborators; the general description of the publication; the reasons that the Editors claimed to put and end to the magazine; and the aspects related to their funding and their commercial policy. In chapter IV. THE LIBRARY JOVENTUT (1901-1914) (LA BIBLIOTECA JOVENTUT) we provide a general and complete description of the task carried out by the publishing house. In a second section, which includes chapters V to XI, we focus our attention on the analytic commentary, and corroborated with the current existing bibliography, of the different thematic fields that «Joventut» arranges its contents. In this way, in chapter V. THE DISCOURSE OF MODERNITY (EL DISCURS DE LA MODERNITAT), we analise, from a broad point of view, the three different domains that the weekly publication took into account in order to become updated: the construction of a liberal space and also a space of progress in the bosom of the plotical party Unio Catalanista, the rift from Spain and the introduction of some common features of the opening to Europe (feminism, a growing interest for science...). In chapter VI. THE LITERARY CREATION AND CRITICISM (LA CREACIO I LA CRITICA LITERARIES), we face a complex and eclectic literary scene, which we analise from a triple point of view, following a timeline: a) a study of the literature of the 19th century and the debate about the purpose of the Floral Games (Jocs Florals) in the early years of the 20th century; b) the reflex of the aesthetic eclecticism as a paradigm of the contemporary modernity, focusing on the analysis of literary genres and emphasizing, concerning poetry and prose, the specific study of the reception of works by Joan Maragall, Joaquim Ruyra and Victor Catala; and c) the reading of the Classics in «Joventut», in the convergence with the emerging Noucentism. In chapter VII. THE THEATRE CRITICISM (LA CRITICA TEATRAL), we undertake the study of this part of the publication, with Emili Tintorer as the one in charge of it and the one who evaluated the situation of the Catalan theatre, making proposals for the future so as to regenerate the Catalan scene and modernise it. He was also the responsible of the criticisms of the plays performed in Barcelona. In chapter VIII.THE MUSIC CRITICISM (LA CRÍTICA MUSICAL), we firstly examine the profile of the first and main responsible critic, Joaquim Pena, and we consider his judgements to this type of criticism and the level of contribution of the weekly publication to create and promote the Wagnerian Association; and, secondly, we deal with the development of the section of music criticism, after Pena left the team, when Jeroni Zanné and other collaborators took charge of this section of the publication. Similarly, in chapter IX. ART: CREATION AND CRITICISM (ART: CREACIÓ I CRÍTICA), we analise the task of the different artistic directors of the weekly publication (Alexandre de Riquer, Joan Brull i Sebastià Junyent, mainly), and we comment on the position of «Joventut» about the artistic modernism, the debates about art, catalanism and morals, and the defence of the ancient art and the heritage, among other issues. The next two parts concentrate on the linguistic field. In chapter X. THE DETERMINED BOOST TO ESPERANTO (EL DECIDIT IMPULS A L’ESPERANTO), we analyse the important job of dissemination that the publication undertook, from 1905 and at the hands of Frederic Pujulà i Vallès, in favour of the knowledge and use of this international language. And, finally, although it doesn’t belong to any section of the weekly paper as the previous ones, in chapter XI. «JOVENTUT» AND CATALAN («JOVENTUT» I LA LLENGUA CATALANA), we review the strong defence of the use of Catalan in all the fields and the different opinions and controversies around the normative language. After the compulsary chapters XII. CONCLUSIONS and XIII. REFERENCES (SELECCIÓ BIBLIOGRÀFICA), we conclude our study of the weekly publication «Joventut» with chapter XIV. ANNEX: a) Indexes: General index of authors and anonymous collaborations, Subjects and supplementary names, Alphabetical order of authors of poetry, Alphabetical order of authors of Narrations, Plays, Illustrators, Translated Authors, Translators, Reviews of Books, Critics and Review of Literaty Works, Reviews of weekly publications, Theatre and Music criticism; b) Unpublished texts and articles; c) Subscriptions, census and different types of lists; and d) Graphic documents.

Des projets d'installation de parcs de plusieurs hydroliennes rapprochées en rivières ou dans les océans ont été récemment démarrés, afin de développer cette source d'énergie renouvelable. Dans ces parcs, les interactions de sillage entre les hydroliennes doivent être calculées puisqu'elles peuvent affecter leur puissance produite. Un modèle CFD stationnaire de type disque d'action couplé aux équations RANS est développé dans ce travail pour calculer la puissance produite et l'écoulement au sein d'un parc d'hydroliennes Darrieus. Ce modèle utilise des répartitions détaillées de force dont l'intensité dépend de la position sur la turbine. Elles sont obtenues par des calculs préliminaires URANS de l'écoulement sur la géométrie de la turbine en rotation. De nouvelles lois sont obtenues pour les coefficients de puissance et de force en utilisant la vitesse locale (vitesse au niveau de la turbine) au lieu de la vitesse amont dans leur définition. Ces coefficients deviennent alors indépendants du confinement de la turbine. Ces lois servent à construire un modèle qui calcule les distributions de force représentant chaque turbine du parc en fonction de la vitesse locale du fluide, pour simuler chaque turbine fonctionnant proche de son point de maximum d'efficacité. Une validation du modèle est réalisée par comparaison à de nouvelles expériences d'une turbine Darrieus à échelle réduite. Différentes configurations de parcs sont ensuite simulées par le modèle 3D, ainsi que par une version 2D du modèle. Les distances entre turbines qui permettent d'obtenir une puissance produite par le parc maximale sont notamment recherchées
New projects have recently been launched to build farms of several tidal or river turbines, which are part of the renewable energy systems. The turbine wake interactions in the farm must be considered, as they can affect the power production of the turbines. A steady-state Actuator force model using the RANS equations is developed in the present work to calculate the power production and the flow through arrays of tidal or river Darrieus turbines. It uses detailed three dimensional force distributions depending on the position on the turbine, obtained beforehand by a set of blade-resolved URANS simulations of the turbine. New power coefficient and force coefficient laws depending on the local velocity (flow velocity at the machine position) instead of the upstream velocity are established and appear to be independent from the local turbine blockage in an array. Those laws are used to construct a model that adapt the Actuator force distributions to the local velocity of the flow reaching each turbine, in order to simulate each turbine functioning close to its maximum efficiency point. The model is validated against experimental measurements on a reduced-scale Darrieus turbine. Different farm configurations are simulated and compared to results of the same model adapted in two dimensions. The distances between turbines that are optimizing the farm power production are especially investigated

Ingeniero Civil Mecánico
Este estudio presenta simulaciones numéricas de una turbina eólica de eje vertical tipo Darrieus, con el objetivo de determinar el efecto de la inclinación de los álabes sobre el desempeño aerodinámico de la turbina. Específicamente, se varía la geometría cilíndrica a la de un cono invertido, dejando el radio superior constante. Lo anterior se realiza tanto para un perfil de velocidad de aire uniforme, como para un perfil de velocidad de aire variable obtenido sobre el techo de un hogar. El método de volúmenes finitos fue utilizado en ANSYS Fluent® para las distintas simulaciones. Para la turbulencia se usó el modelo k-w SST y se dividió el dominio en uno rotativo y otro estático. Además se utiliza el modelo DMS (Double-Multiple Streamtube) para la comparación de resultados. Como resultado se obtiene que la inclinación de los álabes produce un desplazamiento de la zona de operación de la turbina, extendiéndose para velocidades angulares mayores sin cambiar su coeficiente de potencia, tanto para el caso de velocidad del aire uniforme, como para un perfil de velocidad del aire variable. Además para ambos casos, inclinar los álabes ayuda al inicio de su funcionamiento. Se concluyó que la variación de la curva de CP vs TSR, para los ángulos de inclinación 0°, 30° y 45° no es significativa para una turbina instalada en la zona de mayor potencial eólico aledaña a una vivienda, que presenta un perfil variable de velocidad del viento, en comparación con un perfil uniforme de velocidad. Sin embargo, para una inclinación de 15° se aumenta el coeficiente de potencia hasta un 11% en comparación al caso de un perfil uniforme. Para futuros trabajos se propone realizar una investigación más detallada para pequeños ángulos de inclinación menores a 15° esto tanto para el perfil de velocidad uniforme de velocidad del viento como el perfil variable, y encontrar la inclinación óptima. También experimentar con otras variaciones en el radio que no sean lineales con respecto a la altura, ya que al eliminar la restricción que impone la inclinación en la relación entre el radio de giro y la altura, se puede lograr un incremento de potencia. Finalmente, estudiar simulación 3D para observar como interfiere la estela entre cada uno de los cortes.

Ce sujet de thèse s'intéresse à l'étude des effets des charges aérodynamiques sur le comportement dynamique non linéaire d'une éolienne à axe vertical de type Darrieus. Cette dernière présente, comparativement aux autres éoliennes, des profits très importants à exploiter, notamment dans les milieux urbains. Il s'agit d'une technologie fiable caractérisée surtout par son fonctionnement omnidirectionnel ainsi que son adaptation à tout type de vent. Généralement, ces éoliennes, ayant des phénomènes aérodynamiques complexes, sont affectées par des vibrations au niveau de leur système de transmission de puissance. En fait, ces vibrations commencent à se manifester à partir des pales du rotor jusqu'au génératrice. L'écoulement autour de ses pales présente également un fort caractère instationnaire. Cette caractéristique augmente d'avantage les vibrations aérodynamiques, qui sont automatiquement transmise au système d'engrenage d'éolienne. À ce niveau, nous avons développé un code de calcul numérique permettant de simuler la complexité des aspects aérodynamiques instationnaires tout en gardant un compromis entre la fiabilité des prédictions et la rapidité de calcul. Les simulations sont réalisées suivant une méthode de mécanique des fluides numérique (CFD) instationnaire bidimensionnel. Les résultats de simulation comparés avec ceux disponibles dans la littérature sont en bonne concordance, le rendement aérodynamique étant optimisé, qui présente un apport scientifique notable. Cette étude numérique a été l'objectif de l'analyse de l'impact des charges aérodynamiques vis-à-vis le comportement dynamique du système d'engrenage de l'éolienne en régime non-stationnaire. Dans ce contexte, une étude paramétrique a été développée afin d'établir le fonctionnement optimal de l'éolienne, caractérisé par un couple aérodynamique plus performant associé à des niveaux de vibrations dynamiques acceptables. En général, il est difficile d'identifier précisément la réponse dynamique des éoliennes à cause du caractère turbulent et stochastique des charges aérodynamiques. Par conséquent, il est indispensable de tenir en compte la variabilité des paramètres d'entrée pour assurer la robustesse du système étudié. Adoptons l'objectif de dimensionnement robuste. Une méthode d'évaluation basée sur des approches stochastiques, particulièrement la méthode du Chaos Polynomial, est utilisée pour simuler le comportement dynamique non-linéaire du système d'engrenage d'éolienne, en tenant compte des incertitudes. Ces dernières sont au niveau des charges aérodynamiques, inhérentes au calcul des niveaux vibratoires du système d'engrenage. Ce qui implique un apport scientifique important. Les résultats obtenus par l'approximation par Chaos Polynomial démontrent une forte dispersion des charges aérodynamiques aléatoires dans la réponse dynamique du système d'engrenage, contrairement aux études déterministes. Ce qui prouve l'insuffisance de telles études pour une analyse de robustesse. Les résultats mettent également en évidence la forte corrélation entre les phénomènes aérodynamiques complexes et les vibrations dynamiques. Le couplage établi constitue l'originalité de notre travail
This thesis focuses on the study of the aerodynamic loads effects on the nonlinear dynamic behavior of Darrieus--type vertical axis wind turbine. The latter has received more attention due to its efficiency in urban regions compared to other wind turbines. In fact, the wind flow speed in urban regions continuously changes direction and is extremely turbulent. The inherent characteristics of its omni-directionality make it more suitable to harnessing this kind of flow. It is known that Darrieus wind turbine is characterized by an inherently unsteady aerodynamic behavior and a complex flow around rotor blades. The non-stationary behavior of the mentioned turbine increases vibration. These aerodynamic vibrations are transmitted to the gearing mechanism. We have, firstly, developed a numerical simulation, allowing to simulate the complexity of the unsteady aerodynamic phenomena keeping a compromise between the reliability of prediction and the rapidity of calculation. This numerical simulation has been carried out using a two-dimensional unsteady Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Simulation results compared to those available in the literature are in good agreement. The Darrieus turbine efficiency is also optimized; thus introducing a significant scientific contribution. The latter is the objective of analyzing the aerodynamic load impact in the dynamic behavior of the Darrieus turbine in non-stationary regime. In this context, a parametric study has been developed in order to find optimal functioning of the studied turbine, which is characterized by the most performing aerodynamic torque associated with acceptable levels of dynamic vibration. In general, it is difficult to predict the dynamic response of the wind turbine with a good level of accuracy due to the aerodynamic loads turbulence and uncertain characteristics. It becomes necessary to take into account the uncertainty in the input parameters to ensure the robustness of the Darrieus turbine geared system. In a robustness study objective, the Polynomial Chaos method is adopted to predict the nonlinear dynamic behavior of the gearing system taking into account uncertainties which are associated to the performance coefficient of the input aerodynamic torque. This leads to an important scientific research contribution. The results have shown a large dispersion of the random parameter in the dynamic response of the gearing system compared to the deterministic study. That proves the insufficiency of that study for a robustness analyses. They have also proved that the Polynomial Chaos method is an efficient probabilistic tool for uncertainty propagation. Finally, the new proposed robust mechanical analysis indicates a good capacity to investigate the dynamic behavior of the Darrieus turbine thanks to its superior predictive capabilities in coupling complex aerodynamic phenomena with a mechanical gearing system vibration. Where the originality of such correlation in our work

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica
Ingeniero Civil Mecánico
El propósito del presente trabajo es formular una herramienta computacional de bajo costo que determine la potencia y la expansión de flujo de turbinas eólicas de eje vertical (VAWTs) tipo Darrieus. Esta herramienta puede ser útil para predecir el desempeño aerodinámico de VAWTs en ambientes urbanos o en granjas eólicas. En este trabajo se realizan variaciones en el modelo doble-múltiple tubos de corriente (DMS) para turbinas Darrieus de álabes rectos (SB-VAWTs) con el fin de mejorar las predicciones de desempeño aerodinámico y expansión del flujo. Se presentan los antecedentes generales y el marco teórico del modelamiento de las Darrieus SB-VAWTs. El caso de referencia está compuesto por las mediciones de campo de una Darrieus SB-VAWT de 12 kW (6 m de diámetro) encontradas en la literatura y las simulaciones computacionales bidimensionales realizadas en el software ANSYS Fluent 13.0. Se plantea y verifica una representación matemática de las líneas de corriente para modelar el promedio temporal de la expansión de flujo alrededor de SB-VAWTs. Se presenta una nueva formulación del modelo DMS basado en momentum con expansión de flujo. El desempeño aerodinámico y la expansión de flujo son calculados en MATLAB utilizando coeficientes aerodinámicos empíricos y los resultados de las simulaciones computacionales. Se propone una nueva formulación del modelo DMS basado en la conservación de energía mecánica. Ambas formulaciones estudiadas presentan problemas de convergencia para altas razones de velocidades de punta de álabe. Las predicciones de expansión de flujo se encuentran alejadas de las obtenidas en las simulaciones computacionales. Se cuantifica e interpreta el error de los modelos DMS basados en momentum y en energía al imponer la expansión obtenida por las simulaciones computacionales. A partir de los datos de fuerza en el sentido del flujo y la expansión de los tubos de corriente, se propone una ecuación alternativa para el balance de momentum lineal considerando un modelo de múltiples tubos de corriente. Dicha relación permite la convergencia y una buena estimación de la expansión del flujo para todas las velocidades de rotación de turbina estudiadas. Se recomienda como trabajo futuro el mejoramiento del cálculo de las fuerzas aerodinámicas basadas en coeficientes aerodinámicos empíricos considerando los efectos dinámicos.

In this essay I argue that the films of director Darren Aronofsky correspond to the Text of Bliss defined in Roland Barthes' The Pleasure of the Text. Using several aspects of audience reception to dissect Aronofsky’s films justifies identifying his oeuvre as texts of bliss: works that disquiet viewers by unsettling their assumptions of the world around them and their own relationships with it. This Barthes-based appropriation of literary theory to audience reception theory in Film Studies serves as an example of how personally-developed classification systems can be used to circumvent relying on popular opinion and corporate aims for guidance in film classification.

Cette thèse de doctorat a été réalisée dans le cadre du projet HARVEST, programme de recherche initié en 2001 au LEGI et consacré au développement d'un nouveau concept d'hydrolienne à axe vertical inspiré des turbines Darrieus pour la récupération de l'énergie cinétique des courants marins et fluviaux. Ce travail s'est focalisé sur la mise en place d'un moyen de mesure par Vélocimétrie par Image de Particules deux dimensions - deux composantes (2D-2C) et deux dimensions - trois composantes (2D-3C). L'objectif est d'une part de constituer une base de données expérimentale pour la validation locale des simulations numériques RANS 2D et 3D menées dans le cadre de travaux précédents, et d'autre part d'améliorer la compréhension des phénomènes hydrodynamiques instationnaires rencontrés dans ces machines et en particulier du décrochage dynamique. La confrontation des mesures expérimentales et des simulations a notamment permis de mettre en évidence les points forts et les limites des modèles numériques dans les différents régimes de fonctionnement de la machine.

The aerodynamic performance of the low solidity curved-bladed Darrieus vertical axis wind turbine has been studied both theoretically and experimentally. Initial studies showed the need for an engineering prediction scheme sufficiently accurate to give blade forces as functions of rotational position which did not require excessive computational time. The scheme proposed here develops a suggestion first made by Lapin in 1975, to treat the turbine as two actuator discs, one upwind and the other down-wind. This suggestion, combined with a multiple streamtube approach, the momentum equations in the freestream direction and blade element theory enables the system of equations to be solved. A continuity argument connects the flow between the two discs. The theory does not rely on analytic formulations for aerofoil force coefficients and can therefore use data obtained from experiment, tabulated for a range of Reynolds numbers, thereby including the effects of stall and drag. Comparison with the power coefficients obtained from experiments, using a two-bladed wind tunnel turbine at a Reynolds number of 28,000 (based on free wind speed and blade chord) shows that the theory is accurate enough to detect the effect of dynamic stall. It is also shown that the continuity argument is essential for improved power output predictions, over earlier single actuator disc theories. The new theory also indicates large differences between air speeds on the upwind and downwind sides of the turbine. These were also confirmed by experiment. Comparison of blade force predictions with those obtained using a computationally expensive time-marching discrete vortex theory shows that good estimates are obtained over the normal turbine operating range. At present only a uniform freestream is treated and turbulence is not accounted for.

Un systeme original de pompage eolien est propose. Il est constitue d'une eolienne darrieus et d'une pompe solenoide. Dans la premiere partie, l'etude theorique se developpe autour de deux modeles aerodynamiques distincts selon la valeur du rapport de vitesse. L'etude experimentale s'est effectuee avec des machines d'architectures differentes. En particulier nous avons demontre et verifie qu'un rotor darrieus judicieusement concu demarre de lui meme et sous la seule action du vent. Dans la seconde partie, l'etude hydraulique s'est effectuee sur divers prototypes de pompes solenoides. Ces dernieres possedent une cylindree et ne contiennent aucun organe interne excepte les clapets anti-retour

This paper will explore the ways in which the Cirque du Freak series by Darren Shan both follows and deviates from the older vampire tradition that is seen in books such as The Vampyre, Dracula, Varney the Vampire, Carmilla, and Interview the Vampire. It will also look at the way the changes he made to the vampire tradition reflect the deep conflicts in modern western culture, especially the social interactions and relationships most relevant to his teenage readers, such as problems that involve gender roles, family relationships, and finding one's place in society. Finally, this paper will examine the way other modern day young-adult vampire novels reflect conflicts differently than Shan's novels.

Ingeniero Civil Mecánico
En la actualidad las energías de fuentes renovables son vistas por muchos como el futuro energético para nuestro país y el mundo. El viento es una de las fuentes más interesantes, pudiendo convertir su energía cinética en energía eléctrica mediante aerogeneradores. Entre los aerogeneradores está la turbina de eje vertical tipo Darrieus, de las cuales no se cuenta con mucha información tridimensionales acerca de la interacción entre sus álabes y el viento, que permitan determinar la magnitud y distribución de las cargas sobre el alabe y el torque aerodinámico que estos tienen cuando la turbina está girando bajo condiciones dadas. Estos parámetros son de vital importancia a la hora del diseño y construcción de una turbina tipo Darrieus, ya que ayudaran a conocer puntos de sujeción de alabes y los tipos de materiales que se deben utilizar para resistir la influencia del viento. El trabajo presentado a continuación tiene por objetivo determinar y cuantificar las cargas y momentos aerodinámico en los álabes simétricos de una turbina eólica tipo Darrieus, esto para posterior uso en la definición de criterios de diseño estructural mediante análisis teóricos y simulaciones computacionales bajo condiciones de operación dadas. Para conseguir el objetivo descrito, se estudia y analiza el funcionamiento de las turbinas Darrieus desde el punto de vista aerodinámico. Luego se lleva a cabo un análisis teórico de las fuerzas sobre el álabe girando, utilizando las ecuaciones gobernantes de un cuerpo sumergido en un fluido, en este caso aire en movimiento en interacción con un álabe. Luego se realizan simulaciones con el programa ANSYS CFX 14.5.0. Con el fin de reducir el uso de recursos computacionales, se simula el perfil alar variando su ángulo de ataque cada 5° en condiciones estacionarias y con velocidades incidentes iguales a las velocidades relativas que se forman como resultante del giro de la turbina y del viento propiamente tal. Finalmente se realiza una comparación entre los datos teóricos y los experimentales. Algunos alcances de las simulaciones son que no se consideraron interferencias entre los álabes, lo cual pudiera afectar al resultado y que el fluido incidente no posee perturbaciones, teniendo un perfil de velocidad uniforme y laminar. Los resultados de las simulaciones en este estudio se condicen mayoritariamente con los resultados teóricos. Se pueden observar como resultados que la distribución de las cargas es de forma parabólica, estando las máximas presiones en el centro del álabe y disminuyendo hacia los extremos de manera simétrica. Por otra parte, los máximos torques aerodinámicos se producen cuando la sustentación del perfil es máximo y viceversa.

Les turbines à axe vertical attirent de plus en plus l'attention dans le secteur de la production d'énergie éolienne et hydrolienne. Ce concept de turbine possède quelques avantages intéressants par rapport aux turbines à axe horizontal qui sont déjà bien établies dans le domaine éolien. En fait, des travaux récents ont suggéré que les turbines à axe vertical pourraient être favorablement utilisées dans un contexte de déploiement en parc de turbines. Par contre, cette technologie est relativement jeune et davantage de travaux de recherche et développement sont nécessaires afin d'évaluer pleinement leur potentiel en vue d'une utilisation en parc. En effet, il faut mieux caractériser les performances de ces turbines, trouver des moyens d'améliorer leur efficacité aérodynamique et comprendre les différents mécanismes physiques affectant la ré-énergisation de leur sillage afin de tirer des conclusions éclairées quant à leur éventuelle utilisation dans un parc éolien ou hydrolien. Dans ce contexte, la présente thèse vise à étudier l'impact de deux considérations de design sur l'efficacité et sur le sillage des turbines à axe vertical : l'utilisation de plaques de bout détachées et l'effet des bras de support des pales. Dans un premier temps, l'effet des plaques de bout détachées sur les performances et sur le sillage d'une turbine à axe vertical est étudié. Une plaque de bout détachée consiste en une mince plaque fixe située très près du bout des pales de la turbine, mais sans être en contact avec ces dernières. À l'aide de simulations numériques (CFD), deux géométries de plaques de bout détachées sont simulées sur une turbine à axe vertical : une géométrie circulaire et une en forme de demi-anneau. Les résultats obtenus démontrent que ces deux géométries de plaques de bout détachées permettent d'améliorer considérablement l'efficacité de la turbine à axe vertical considérée. Cette augmentation s'explique principalement par l'interaction visqueuse qui se forme entre les pales de la turbine et les plaques debout détachées. Cette interaction cause une hausse de la circulation et de la portance près du bout des pales, ce qui entraîne une augmentation de la puissance extraite de l'écoulement. En ce qui a trait au sillage, il est également démontré que l'utilisation de plaques de bout détachées en forme de demi-anneau permet d'accélérer la récupération de vitesse derrière la turbine à axe vertical considérée. L'interaction visqueuse entre les pales de la turbine et les plaques de bout détachées en forme de demi-anneau est favorable à l'induction de vitesse dans la direction de l'envergure des pales dans le sillage de la turbine, et cette induction de vitesse est bénéfique à la ré-énergisation du sillage. Pour cette raison, la récupération de vitesse dans le sillage d'une turbine avec de telles plaques de bout détachées est plus rapide que dans le sillage d'une turbine de référence (sans plaques de bout détachées). Dans un second temps, toujours à l'aide de simulations numériques, l'effet du design et du positionnement des bras de support servant à soutenir les pales de la turbine à axe vertical est étudié. Les résultats démontrent que des bras de support placés au bout des pales sont moins nuisibles à l'efficacité de la turbine que des bras placés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure. De plus, il est montré que l'utilisation d'une jonction arrondie entre les pales et les bras de support permet d'augmenter l'efficacité des turbines de manière très importante. En fait, l'utilisation de telles jonctions arrondies permet de réduire l'énergie cinétique des tourbillons de bout de pales, et donc, de diminuer considérablement leur traînée induite. Ainsi, ces jonctions arrondies aident à uniformiser l'écoulement le long des pales de la turbine et à atteindre des valeurs d'efficacité très intéressantes. Concernant le sillage, la position des bras de support affecte la distribution spatiale de la vorticité qui est éjectée dans ce dernier. Les résultats présentés démontrent que des bras de support situés au bout des pales sont légèrement nuisibles à la récupération de vitesse par rapport à des bras de support situés à d'autres positions intermédiaires le long de l'envergure de la turbine. Toutefois, en raison de l'augmentation significative d'efficacité, l'utilisation de bras de bout de pales à jonctions arrondies demeure une option très intéressante pour les turbines à axe vertical.
Vertical-axis turbines have gained increasing attention in the wind and hydrokinetic energy sectors in recent years. This type of turbine has several interesting advantages over the well-established horizontal-axis wind turbine concept and recent works have suggested that vertical-axis turbines could be favorable for applications in turbine farms. However, this technology is relatively young and more research and development is needed to fully assess their potential in turbine farms. Indeed, it is crucial to better characterize the performance of vertical-axis turbines, find ways to improve their aerodynamic efficiency and understand the different physical mechanisms affecting their wake recovery in order to draw informed conclusions about their eventual use in wind farms and hydrokinetic turbine farms. In this context, the present thesis aims at studying the impact of two design considerations on the efficiency and on the wake recovery of vertical-axis turbines: the use of detached end-plates and the effect of the blade support structures.Firstly, the effect of detached end-plates on the performance and on the wake recovery of a vertical-axis turbine is investigated. A detached end-plate consists of a thin stationary plate that is located very close to the tips of the turbine blades, but not in contact with them. Using numerical simulations (CFD), two geometries of detached end-plates are simulated on a vertical-axis turbine: a circular geometry and a semi-annular one. The results show that these two geometries of detached end-plates allow to significantly increase the efficiency of the vertical-axis turbine considered. The efficiency enhancement can be explained by the viscous interaction that takes place between the turbine bladesand the detached end-plates. This interaction increases the circulation and the lift near the blade tips,which also increases the power extracted from the flow. Regarding the wake, it is shown that the use of semi-annular detached end-plates leads to a faster velocity recovery downstream of the vertical-axis turbine considered. The viscous interaction between the blades and the semi-annular detached end-plates is favorable to the velocity that is induced in the spanwise direction in the turbine wake, and this velocity induction is beneficial to the wake re-energization. Consequently, the velocity recovery in the wake of the turbine with semi-annular detached end-plates is faster than that in the wake of the reference turbine (without detached end-plates).Secondly, always using numerical simulations, the effect of the design and of the position of the blade support structures (i.e., the struts) is investigated on a vertical-axis turbine. The results show that the struts are less detrimental to the turbine efficiency if they are located at the tips of the turbine blades, rather than at other intermediate positions along the blade span. Moreover, it is shown that the use of rounded blade-strut junction geometries allows to increase the turbine efficiency very significantly. Indeed, the use of rounded blade-strut junctions reduces the kinetic energy of the blade tip vortices, and thus, decreases the induced drag considerably. Therefore, rounded blade-strut junctions help to obtain a flow that is essentially two-dimensional over a significant portion of the turbine blades and they also help to reach very interesting efficiency values. Regarding the wake recovery, the position of the struts along the blade span affects the spatial distribution of the vorticity shed in the turbine wake.The results show that struts located at the blade tips are slightly detrimental to the wake recovery incomparison with struts located at other intermediate positions along the blade span. However, because of the significant increase in efficiency, the use of rounded tip struts remains a very interesting option for vertical-axis turbines.

L'ecoulement potentiel est calcule par la methode des singularites ; le calcul de la couche limite est realise a partir des equations de prandtl en utilisant les differences finies selon la methode de keller. Un couplage faible est realise entre les deux calculs. Des resultats ont ete obtenus pour le mouvement de tamis ainsi que pour le mouvement de rotation propre a l'eolienne darrieus. Etude experimentale de l'eolienne darrieus a pales droites, a partir de visualisations et de mesures a l'anemometre laser sur une maquette placee en tunnel hydrodynamique

Esta tese incide sobre o desenvolvimento de um novo aerogerador de eixo vertical do tipo Darrieus integrado numa rede inteligente em contexto urbano e a implementação de um protótipo do aerogerador para a conversão de energia eólica em energia elétrica. É estudado o auto arranque do aerogerador, sendo apresentada uma metodologia para o desenvolvimento de perfis aerodinâmicos da pá. É apresentado o novo perfil aerodinâmico EN0005 permitindo auto arranque do aerogerador sem componentes extra. Uma nova metodologia de modelação de aerogeradores Darrieus no que respeita às formas de pás é apresentada. Testes de campo recorrendo à utilização de redes de dados aplicando a norma ZigBee são apresentados, permitindo organizar uma proposta de uma arquitetura de rede elétrica inteligente e de segurança de dados. Testes em ambiente urbano e em ambiente controlado de túnel de vento são apresentados no sentido de avaliar as caraterísticas do protótipo do aerogerador, sendo apresentado sensores adequados à avaliação das caraterísticas do aerogerador; NEW VERTICAL AXIS WIND TURBINE INTEGRATED IN A SMART GRID IN URBAN CONTEXT ### Abstract: This thesis focuses on the development of a new Darrieus type vertical axis wind turbine integrated in a smart grid in urban context and the implementation of a prototype for the conversion of wind energy in electric energy. The self-start of the aero-generator prototype is studied, presenting a methodology for the development of blades aerodynamic profiles. Is presented the new aerodynamic profile EN0005 that offer selfstart without the need of extra components. A new methodology for the modeling of Darrieus wind turbines with respect to the blades shapes is presented. Field tests using ZigBee standard are presented in order to organize a proposal for a smart grid architecture and a security data. Tests on urban environment and on wind tunnel controlled environment are presented to evaluate the characteristics of the aerogenerator prototype, supported by sensors adequately developed for the evaluation of the aero-generator.

I. INTRODUCCIÓ. En el capítol I es presenten els objectius d'aquest treball: 1.- Realitzar una síntesi regional de les fases del darrer cicle glacial als Pirineus; 2.• Caracteritzar els diferents ambients glàcio-lacuslres relacionats amb el glacialisme pirinenc. Ambdós objectius estan estretament lligats, atès que els complexos glàcio-Iacustres constilueixen les seqüències més contínues de les que hom disposa als Pirineus per establir la seva evolució durant el darrer cicle glacial. lI. LES FASES DEL DARRER CICLE GLAClAL ALS PIRINEUS. En el capítol II es descriuen Ies característiques més rellevants de les diferents fases corresponents al darrer cicle glacial als Pirineus, tot establint una cronologia relativa de Ies mateixes. A) PLEISTOCÈ SUPERIOR • PERÍODE GLACIAL. Correspon a la darrera glaciació als Pirineus. S'hi diferencien tres grans intervals de temps. 1) Pre-màxim glacial: Caracteritzat per una progressió generalitzada de les glaceres. amb certes estabilitzacions que permeten definir les Fases d'estabiltzació pre-màxim. 2) Màxim glacial: Caracteritzat per la màxima extensió de Ies glaceres durant l'anomenada Fase de màxim glacial. 3) Deglaciació: Caracteritzada pel retrocés gradual i generalitzat dels aparells glacials. Es defineixen tres fases glacials: una primera Fase d'estabilització post-màxim, una segona Fase de glaceres de vall i una darrera Fase de glaceres d'altitud durant la qual es pot distingir un primer Episodi de glaceres de vall en altitud i un segon Episodi de glaceres de circ.. • PERÍODE TARDIGLACIAL. Caracteritzat per l'existència de nombroses glaceres rocalloses que permeten definir l'anomenada Fase de glaceres rocalloses. • PERÍODE POSTGLACIAL. Durant aquest període es defineixen les .allomenades Fases postglacials i/o Fases històriques, algunes de les quals tal vegada puguin correlacionar-se amb la Petita Edat del Gel (segles XVII a XlX). III. LA CRONOLOGIA DEL DARRER CICLE GLACIAL ALS PIRINEUS. En el capítol llI es presenten els resultats més significatius de les dataciosn realitzades fins al moment en localitats situades a ambdós vessants dels Pirineus (fig. III. 1). A partir de Ies edats obtingudes i de les consideracions fetes per Montserrat Martí (1991), atenent a les variacions temporals de la concentració del CO2 atmosfèric i de la radiació rebuda a l'Hemisferi Nord (fig. III.4), es proposa una cronologia absoluta per cadascuna de les fases del darrer cicle glacial als Pirineus, així com una valoració qualitativa de la magnitud de les variacions del volum de glaç retingut als Pirineus (fig. III.3): Les Fases d'estabilització pre-màxim són anteriors a 50000 anys BP; la Fase de màxim glacial se situa entre 45000-50000 anys BP; la Fase d'estabilització post-màxim se situa entre 31000-45000 anys BP; la Fase de glaceres de vall és anterior a 26000 anys BP; la Fase de glaceres d'altitud se situa entre 13000-16000 anys BP; la Fase de glaceres rocalloses se silua enlre 10000-11000 anys BP; finalment, la Petita Edat del Gel se situa entre 100-300 anys BP. Convé deslacar que l'edat del darrer màxim glacial als Pirineus, igual com succeeix al massís dels Vosgos (Seret et al., 1990), presenta un clar diacronisme amb l'edat del darrer màxim glacial que s'ha establert pels gels continentals del Nord d'Europa i Nordamèrica, al voltant deis 18000 anys BP. IV. EL COMPLEX PROGLACIAL DE BARRATGE MORRÈNIC DEL SEMINARI DE VILALLER. En el capftol IV es descriu el complex proglacial de barralge morrènic del Seminari de Vilaller, a l'alta conca de la Noguera Ribagorçana. Aquest paleollac es va formar degut al barratge produït per l'arc morrènic frontal de la glacera de la Noguera Ribagorçana corresponent a la Fase de glaceres de vall. Els resultats obtinguts en un sondeig mecànic confirmen les inlerprelacions de dos sondatges elèctrics verticals realitzats amb anteriorilat (fig. V.7). Les datacions absolutes de Ies ritmites glàcio-Iacustres, tot i que no presenlen una interpretación unívoca, indiquen que l'edat de la Fase de glaceres de vall és anterior a 20000 anys BP. V. ELS COMPLEXOS PROGLACIALS LLIGATS A CUBETES DE SOBREEXCAVACIÓ. En el capítol V es descriuen Ies cubetes de sobreexcavació glacial de fons de vall de Barruera (Noguera de Tor), Bono (Noguera Ribagorçana), Benasc (Ésera) i Esterri d'Aneu (Noguera Pallaresa). Aquestes cubetes, amb una longitud d'uns 5 quilòmetres, se sitúen a alçades compreses entre 900 i 1100 metres, allunyades dels circs glacials de la capçalera de la conca. Estan situades a les zones de confluència d'antigues llengües glacials i aigües amunt de llindars rocosos transversals a l'eix de la vall. A partir de la realització de diversos sondatges elèctrics verticals es determina tant la geometria com les unitats geoelècrtriques corresponents al rebliment sedimentari de cadascuna d'aquestes cubetes de sobreexcavació glacial: - La profunditat màxima oscil•la entre uns 150 metres (Barruera) i uns 400 metres (Esterri d'Aneu). - Es diferencien tres unitats geoelèctriques (fig. V.lt): 1.- Unitat inferior, amb resistivitats compreses enlre 70-200 Omega-m, interpretada com ritmites glàcio-Iacustres (alternança de nivells lutítics i sorrencs); 2.- Unitat intermèdia, amb resistivitats compreses entre 400•800 Omega-m. interpretada com sorres i graves núviodeltaiques; 3.- Unitat superior, amb resistivitats compreses entre 100-1500 Omega•m, constituïda pels dipòsits al•luvials subactuals. En l'evolució de Ies cubetes de sobreexcavació glacial es diferencien 5 etapes (fig. V.20): Etapa de formació de la cubeta, Etapa de cubeta glàcio-Iacustre proglacial, Etapa de cubeta glàcio-lacustre distal, Etapa de cubeta lacustre i Etapa al•luvial. Les cubetes són excavades, principalment, durant la Fase de màxim glacial, quan l'acció erosiva de les glaceres assoleix la seva màxima intensitat. Els ambients glàcio-lacustres es formen quan les cubetes queden parcialment descobertes de glaç, amb posterioritat a la Fase de glaceres de vall. VI. EL COMPLEX JUXTAGLACIAL DE LLESTUI. En el capítol VI es descriu el complex juxtaglacial de Llestui, a l’alta conca de la Noguera Ribagorçana. Aquest complex és et resultat del rebliment d'un llac juxlaglacial degut al barratge de les conques torrencials del Clol i de Malmarrui per part de la glacera de Llauset, afluent de la glacera de la Noguera Ribagorçana (fig. VI. 2). Després de descriure les unitats sedimentàries (Unitat glacial -till subglacial i till supraglacíal-, Unitat glàcio-lacustre i Unitat al.luvial) es proposa el model deposicional del complex glàcio-lacustre juxtaglacial de Lkstui (fig. VI.10). L'obturació del drenatge dels torrents del Clot i de Malmarrui va començar durant Ies anomenades Fases d'estabilització pre-màxim. Tanmateix, els sediments que configuren l'actual complex sedimentari corresponen a la Fase d'estabilització post-màxim, fet corroborat per les datacions de Ies ritmites glàciolacustres, amb edats superiors a 34000 i fins i tot 40000 anys BP. VII. EL COMPLEX JUXTAGLACIAL DE CERLER. En el capítol VII es descriu el complex juxtaglacial de Cerler, a l'alta conca de I’Ésera. Aquest complex és el resullat del barratge de Ies conques glacials de Remáscaro i d'Ampri per part de la glacera de l'Ésera. Els dipòsits del complex de Cerler poden agrupar-se tres unitats (fig. VII.4): - Unitat inferior. Aquesta unitat pot subdividir-se en un tram inferior i un tram superior: • Tram inferior: Constituït per tills subglacials de la glacera de l'Ésera i dipòsits glàcio-Iacustres intensament deformats. • Tram superior. Constituït per tlls subglacials de les glaceres de l'Ésera, Remascaro i d'Ampriu que deformen i incorporen sediments del tram inferior. - Unitat intermèdia: Constituïda per tills subglacials de la glacera de l'Ésera i dipòsits glàciolacustres, - Unitat superior. Constituïda per tills subglacials i supraglacials de les glaceres de Remáscaro i d'Ampriu, sovint amb la monologia morrènica original ben conservada. Les característiques sedimentològiques i micromorfològiques dels dipòsits del complex de Cerler permeten establir la següent seqüència evolutiva, amb quatre fases locals (figs. VII.13 i VII.14): 1.- El primer llac juxtaglacial de Cerler; 2.- La progressió de les glaceres de l'Ésera, Remáscaro i d'Ampriu; 3,- El segon llac juxtaglacial de Cerler; 4.- La progressió de les glaceres de Remáscaro i d'Ampriu. La seqüència sedimentària del complex de Cerler constitueix un registre més o menys continu que comprèn des de Ies Fases d'estabilització pre-màxim fins l'anomenada Fase de glaceres d'altitud. VIII. CONCLUSIONS. En aquest treball s'ha presentat una síntesi regional de les fases glacials corresponents al darrer cicle glacial als Pirineus i, al mateix temps, s'ha proposat una cronologia absoluta per cadascuna d'aquestes fases. Per altra part, s'han descrit els principals tipus d'ambients glàcio-lacustres relacionats amb el glacialisrne pirinenc a partir de l'estudi d'uns complexos sedimentaris, proglacials i juxtaglacials, escollits corn a localitats tipus. Els resultats obtinguts poden sintetitzar-se en el quadre de la figura VIII.1 que relaciona la cronologia de Ies fases del darrer cicle glacial als Pirineus amb Ies sequències i l'evolució dels diferents complexos glàcio-Iacustres estudiats.
A regional synthesis of the glacial phases corresponding to the last glacial cycle in the Pyrenees is presented in this work. Moreover, an absolute chronology for each one of these phases is proposed: • The Premaximum stabilization phases are previous to 50000 years BP. • The Glacial maximum phase is placed between 45000-50000 years BP. - The Postmaximum stabilization phase is placed between 31000-45000 years BP. - The Valley-glaciers phase is previous to 26000 years BP. • The Altitude-glaciers phase is placed between 13000-16000 years BP. - The Rock glaciers phase is placed between 10000•11000 years BP. - The Little Ice Age is placed between 100-300 years BP. It is convenient to highlight that the age of the last glacial maximum in the Pyrenees, as it happens in the Vosgues massif (Seret et al., 1990), is clearly diachronic with the age of the last glacial maximum established for the northern Europe and northern America continental ice-sheets around 18000 years BP. The main glaciolacustrine environments related to the last glacial cycle in the Pyrenees are also described. Several proglacial and juxtaglacial sedimentary complexes have been chosen as type-localities for this study: - The proglacial moraine-dammed complex of Seminari de Vilaller (Noguera Ribagorçana basin). - The proglacial complexes related lo overdeepened basins of Barruera (Noguera de Tor basin), Bono (Noguera Ribagorçana basin), Benasc (Ésera basin) and Esterri d'Aneu (Noguera Pallaresa basin). - The juxtaglacial complexes of Llestui (Noguera Ribagorçana basin) and Cerler (Ésera basin). The main results of this work are synthesized in a figure (see fig. VlII.1) which correlates the proposed chronology for the last glacial cycle in the Pyrenees with the sedimentary sequences and the evolution of the several glaciolacustrine complexes studied.