Titre du stage : Contrôle passif des vibrations indésirables dans les éoliennes à l’aide d’absorbeurs dynamiques non linéaires
Résumé et contenu scientifique :
Dans le contexte de la transition écologique, les sources d’énergie renouvelables comme les éoliennes sont devenues incontournables. Malheureusement, les éoliennes peuvent subir des vibrations structurelles nuisibles dues par exemple à des instabilités dynamiques (couplage de mode ou flottement) ou à des phénomènes de résonance. Par conséquent, des moyens de réductions de ces vibrations doivent être mis en oeuvre.
L’objectif principal de ce stage est d’étudier les performances d’absorbeurs dynamiques non linéaires appelés NES (Nonlinear Energy Sink [1,2,3,4]) pour réduire les vibrations nuisibles dans les éoliennes.
Pour cela le/la candidat(e) retenu(e) (1) effectuera une étude bibliographique afin de réaliser une classification des nuisances vibratoires dans les éoliennes et des moyens existants pour les réduire et (2) proposera des modèles simples d’éoliennes soumises à des vibrations indésirables (nous nous focaliserons dans un premier temps sur des vibrations causées par des instabilités dynamiques). Il s’agira ensuite d’inclure des NES dans ses modèles qui seront ensuite testés à l’aide de simulations numériques sous Matlab, Mathematica ou Python. En parallèle, un traitement analytique du modèle, s’appuyant sur les méthodes proposées dans [2,3,5], sera effectué dans le but de prédire les régimes de fonctionnement observés sur les simulations numériques.
Une communication dans un congrès international et/ou un article dans une revue internationale à comité de lecture pourront être envisagés en fonction des résultats obtenus.
Encadrement : le stage aura lieu au Laboratoire de Mécanique Gabriel Lamé et sera encadré par Baptiste Bergeot (baptiste.bergeot@insa-cvl.fr) et Sébastien Berger sur le campus de Blois de l’INSA Centre Val de Loire.
Références :
[1] Vakatis A.F., Gendelman O.V., Bergman, L.A. McFarland, D.M. Kerschen G., Lee Y.S., Nonlinear Targeted Energy Transfer in Mechanical and Structural Systems. Solid Mechanics and its applications. Vol. 156, G.M.L. Gladwell Editor, Springer, http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4020-9130-8.
[2] Bergeot, B., Bellizzi, S., & Cochelin, B. (2016). Analysis of steady-state response regimes of a helicopter ground resonance model including a non-linear energy sink attachment. International Journal of Non-Linear Mechanics, 78, 72–89. https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2015.10.006
[3] Bergeot, B., Bellizzi, S., & Cochelin, B. (2017). Passive suppression of helicopter ground resonance using nonlinear energy sinks attached on the helicopter blades. Journal of Sound and Vibration, 392, 41–55. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.12.039
[4] Bergeot, B., Berger, S., & Bellizzi, S. (2017). Mode coupling instability mitigation in friction systems by means of nonlinear energy sinks: numerical highlighting and local stability analysis. Journal of Vibration and Control, 24(15), 3487–3511. https://doi.org/10.1177/1077546317707101
[5] Bergeot, B., & Bellizzi, S. (2019). Steady-state regimes prediction of a multi-degree-of-freedom unstable dynamical system coupled to a set of nonlinear energy sinks. Mechanical Systems and Signal Processing, 131, 728–750. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.05.045