Modélisation expérimentale et numérique d’un tourbillon de vidange avec injection en régime super‑critique

Un type d’usine hydroélectrique pour faible hauteur de chute est étudié. Il se base sur la formation d’un tourbillon de vidange au sein duquel est plongée une turbine. Dans un premier temps le tourbillon de vidange est étudié sans turbine. Une campagne expérimentale permettant l’étude de ce tourbillon de vidange est conduite. Lors de cette campagne, les hauteurs d’eau et les vitesses dans le tourbillon sont mesurées. Ces dernières sont déterminées en utilisant un système de vélocimétrie laser (Laser Doppler Velocimetry, LDV). Un modèle numérique du tourbillon est réalisé avec le solveur interFoam du logiciel OpenFOAM 2.2.2, avec une approche diphasique. Les données expérimentales sont comparées qualitativement et quantitativement aux données numériques. Un calcul est réalisé en laminaire et les modèles de turbulence k‑ε RNG et k‑ω SST sont testés. Globalement le calcul laminaire et le modèle k‑ω SST représente correctement le phénomène physique observé. Les vitesses proches de la surface libre sont moins bien estimées.