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Examples of use of the Salome Platform
For Teaching and Research Activities
At Ecole des Mines de Paris - ParisTech



                                                                              François CAUNEAU
                                                                              November 15th, 2011



                 CEP (Centre Ene rgétique et Procédés - Cente r for Ene rgy and Processes)
       MINES ParisTech • B.P. 207 • 1 Rue Claude Daunesse • 06904 Sophia Antipolis Cedex • France
                           Tél. : 33 (0)4.93.95.75.99 • Fax : 33 (0)4.93.95.75.35
                            Serveur Web : http://www.mines-paristech.fr/Fr/CEP
Needs and Requirements on CAO in an Engineer School Lab


           - Teaching : building and showing cases
           - Working on CAO coming from 3d parties
           - Providing students with tools complient with SOA
           - Learning time : from week(s) to a month
           - Tools the students may keep & work with

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- Proprietary licence : Solidworks & CATIA
- Intermediate : Graphite
- Open Source + GPL (or equiv.) : Gmsh, OpenCASCADE, Salome
Final Use in CEP :

R&D :
- GIS : Solar, Wind ressource Assessment
    - SodA, ANEMOS, EVIDENCE
- Thermo-Mechanics for fluids : OpenFOAM, Saturn, Fluent
    - AREVA, ADEME, GE, ME

Teaching :
- Cycle for Civil Engineers :
    - Dynamique des Fluides Expérimentale et Numérique
    - Travaux Pratiques d'Energétique des Systèmes
- PMD cycles :
    - Renewable Energy (EUREC)
    - Strategies for Energy
- Corps Techniques de l'Etat : Mines-Télécom
    - PESTO-Energie
- PhD :
    - Reformage gazole assisté par voie plasma (A. Lebouvier, 2011)
    - Reformage biomasse par torche triphasée (C. Rehmet)
Examples :
1- Study of a wind turbine blade oldening (G. Dambrine, PMD EnR)
2- Study of the impact of roughness on a
    wind turbine blade performance (MQ Nguyen, ENSMA)
3- Training Course projects :
    - Blue Energy : conception of a
1 kW Wind Turbine blade for auto-construction (col.)
    - Comparison of HAWT vs. VAWT
    performance under turbulence (Dumont et al.)
4- Conception of a Wind Tunnel Elements (F. Cauneau)
1/4- Study of a wind turbine blade oldening
   (G. Dambrine, PMD EnR)
- Study of a wind turbine blade oldening (2)
(G. Dambrine, PMD EnR)
From Terrain to Wind Tunnel..
2/4- Study of the impact of roughness on a wind turbine
blade performance
   (MQ Nguyen, ENSMA)
Causes et impacts
 Plusieurs origines : délamination, givre, insectes, poussière, etc.
 Impact différents :
   ● « Poussière » : dégradation graduelle de la production d’électricité.
   ● « Insectes » : dégradation grave dans une période courte et le
   changement peut s'observer uniquement dans le vent fort.
Examples of use of the Salome Platform For Teaching and Research Activities At Ecole des Mines de Paris - ParisTech
Études expérimentales et numériques :
 Prise en compte de la rugosité
 Protocole de correction des mesures
 Études de pales 2D expérimentales
Études numériques                              Pales bidimensionnelles
➢ Obtention des polaires CL(α) et CD(α) des sections de pale MM92,
utilisables dans un code BEM, en Re=106.
➢ Profil d'aile de la section Y=24m choisi pour études l'impact de la rugosité




    Modèle de        k-epsilon linear production
    turbulence          k-omega SST (lisse).
Mode de simulation         in-stationnaire
   Schéma de
                              Upwind
  discrétisation
     Maillage                hexaèdre
Études numériques            Pales bidimensionnelles
   Pour « Poussière » : modéliser une pale de 12 mois
   Pour « Insecte » : B.A. rugueux uniquement et de la même rugosité
                         =ks /c

      Surface lisse     0.1x10-5
    Surface rugueuse   110x10-5
Études numériques   Pales bidimensionnelles


                                Conclusion :
                               Introduction de ε   CL   et   CD
                               Impact de « insectes » se cache a
                            faible α et devient très dramatique a
                            forte α.
                               « BA nettoye » se comporte mal a
                            faible α et mieux dans post-
                            decrochage.
Études numériques   Effet de la rotation

  C.A.L :
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 Collage du du papier rugueux sur les maquettes.
 Profil Y=24 m de corde 5cm et l'envergure 10cm.




Papier verre P40 dont ε= 50x10-5
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Études expérimentales                Pales 2D expérimentales
Des essais se déroulent à Re=20000
3/4- Training Course projects :
  - Blue Energy : conception of
  a 1 kW Wind Turbine blade for auto-construction
Eolienne « kilowatt »

          ONG BlueEnergy




                Eolienne     Ancienne
               optimisée     éolienne
Vdem              4,5             6,3
Vcutout           11,2            9,8
- Training Course projects :
     - Comparison of HAWT vs. VAWT performance under turbulence (Dumont et al.)
4/4- Conception of a Wind Tunnel Elements (F. Cauneau)
Material for training courses :
WT components as database
Components & consumables
Specific needs for 3D Printing : solid decomposition & assembling
R&D : banc pseudo-tournant
Conclusion :
- Excellent solution, meeting all of requirements
   - Reliability
   - Precision on complex models
   - flexibility, from GUI to Python programming
   - interface (Mechanics, Thermal...)
- Problem of students addiction to « standard env. »
Needs :
- toward darwin/OS-X (Mac Ports?)
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Examples of use of the Salome Platform For Teaching and Research Activities At Ecole des Mines de Paris - ParisTech

  • 1. Examples of use of the Salome Platform For Teaching and Research Activities At Ecole des Mines de Paris - ParisTech François CAUNEAU November 15th, 2011 CEP (Centre Ene rgétique et Procédés - Cente r for Ene rgy and Processes) MINES ParisTech • B.P. 207 • 1 Rue Claude Daunesse • 06904 Sophia Antipolis Cedex • France Tél. : 33 (0)4.93.95.75.99 • Fax : 33 (0)4.93.95.75.35 Serveur Web : http://www.mines-paristech.fr/Fr/CEP
  • 2. Needs and Requirements on CAO in an Engineer School Lab - Teaching : building and showing cases - Working on CAO coming from 3d parties - Providing students with tools complient with SOA - Learning time : from week(s) to a month - Tools the students may keep & work with Offer : - Proprietary licence : Solidworks & CATIA - Intermediate : Graphite - Open Source + GPL (or equiv.) : Gmsh, OpenCASCADE, Salome
  • 3. Final Use in CEP : R&D : - GIS : Solar, Wind ressource Assessment - SodA, ANEMOS, EVIDENCE - Thermo-Mechanics for fluids : OpenFOAM, Saturn, Fluent - AREVA, ADEME, GE, ME Teaching : - Cycle for Civil Engineers : - Dynamique des Fluides Expérimentale et Numérique - Travaux Pratiques d'Energétique des Systèmes - PMD cycles : - Renewable Energy (EUREC) - Strategies for Energy - Corps Techniques de l'Etat : Mines-Télécom - PESTO-Energie - PhD : - Reformage gazole assisté par voie plasma (A. Lebouvier, 2011) - Reformage biomasse par torche triphasée (C. Rehmet)
  • 4. Examples : 1- Study of a wind turbine blade oldening (G. Dambrine, PMD EnR) 2- Study of the impact of roughness on a wind turbine blade performance (MQ Nguyen, ENSMA) 3- Training Course projects : - Blue Energy : conception of a 1 kW Wind Turbine blade for auto-construction (col.) - Comparison of HAWT vs. VAWT performance under turbulence (Dumont et al.) 4- Conception of a Wind Tunnel Elements (F. Cauneau)
  • 5. 1/4- Study of a wind turbine blade oldening (G. Dambrine, PMD EnR)
  • 6. - Study of a wind turbine blade oldening (2) (G. Dambrine, PMD EnR)
  • 7. From Terrain to Wind Tunnel..
  • 8. 2/4- Study of the impact of roughness on a wind turbine blade performance (MQ Nguyen, ENSMA)
  • 9. Causes et impacts  Plusieurs origines : délamination, givre, insectes, poussière, etc.  Impact différents : ● « Poussière » : dégradation graduelle de la production d’électricité. ● « Insectes » : dégradation grave dans une période courte et le changement peut s'observer uniquement dans le vent fort.
  • 11. Études expérimentales et numériques :  Prise en compte de la rugosité  Protocole de correction des mesures  Études de pales 2D expérimentales
  • 12. Études numériques Pales bidimensionnelles ➢ Obtention des polaires CL(α) et CD(α) des sections de pale MM92, utilisables dans un code BEM, en Re=106. ➢ Profil d'aile de la section Y=24m choisi pour études l'impact de la rugosité Modèle de k-epsilon linear production turbulence k-omega SST (lisse). Mode de simulation in-stationnaire Schéma de Upwind discrétisation Maillage hexaèdre
  • 13. Études numériques Pales bidimensionnelles  Pour « Poussière » : modéliser une pale de 12 mois  Pour « Insecte » : B.A. rugueux uniquement et de la même rugosité =ks /c Surface lisse 0.1x10-5 Surface rugueuse 110x10-5
  • 14. Études numériques Pales bidimensionnelles Conclusion :  Introduction de ε CL et CD  Impact de « insectes » se cache a faible α et devient très dramatique a forte α.  « BA nettoye » se comporte mal a faible α et mieux dans post- decrochage.
  • 15. Études numériques Effet de la rotation C.A.L :
  • 16. Études expérimentales  Collage du du papier rugueux sur les maquettes.  Profil Y=24 m de corde 5cm et l'envergure 10cm. Papier verre P40 dont ε= 50x10-5
  • 18. Études expérimentales Pales 2D expérimentales Des essais se déroulent à Re=20000
  • 19. 3/4- Training Course projects : - Blue Energy : conception of a 1 kW Wind Turbine blade for auto-construction
  • 20. Eolienne « kilowatt » ONG BlueEnergy Eolienne Ancienne optimisée éolienne Vdem 4,5 6,3 Vcutout 11,2 9,8
  • 21. - Training Course projects : - Comparison of HAWT vs. VAWT performance under turbulence (Dumont et al.)
  • 22. 4/4- Conception of a Wind Tunnel Elements (F. Cauneau)
  • 23. Material for training courses : WT components as database
  • 25. Specific needs for 3D Printing : solid decomposition & assembling
  • 26. R&D : banc pseudo-tournant
  • 27. Conclusion : - Excellent solution, meeting all of requirements - Reliability - Precision on complex models - flexibility, from GUI to Python programming - interface (Mechanics, Thermal...) - Problem of students addiction to « standard env. » Needs : - toward darwin/OS-X (Mac Ports?) - Maintain LiveCD solution - adds for 3D printing (proposal) Improve mesh control & repair tools (cf netgen) → more end-use functions (fillets, threads, ...)