Wind-turbine aerodynamicsThe primary application of wind turbines is to generate energy using the wind. Hence, the aerodynamics is a very important aspect of wind turbines. Like most machines, wind turbines come in many different types, all of them based on different energy extraction concepts. Though the details of the aerodynamics depend very much on the topology, some fundamental concepts apply to all turbines. Every topology has a maximum power for a given flow, and some topologies are better than others.
Flow velocityIn continuum mechanics the flow velocity in fluid dynamics, also macroscopic velocity in statistical mechanics, or drift velocity in electromagnetism, is a vector field used to mathematically describe the motion of a continuum. The length of the flow velocity vector is the flow speed and is a scalar. It is also called velocity field; when evaluated along a line, it is called a velocity profile (as in, e.g., law of the wall).
Mécanique des fluides numériqueLa mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc.
Hydraulique à surface librealt=Écoulement à surface libre rivière James (ressaut hydraulique).|vignette|Écoulement à surface libre rivière James (ressaut hydraulique). L’hydraulique à surface libre est la branche de l'hydraulique et de la mécanique des fluides qui s’intéresse aux écoulements de liquides dans un canal avec une surface libre. Un écoulement en surface libre désigne un écoulement avec une interface libre entre l’air et l’eau, comme dans une rivière, par opposition à un écoulement en charge, où cette interface est absente dans une conduite sous pression par exemple.
Conception de turbine éolienneLa conception de turbines éoliennes est le processus de définition de la forme et des spécifications d'une éolienne afin d'extraire efficacement l'énergie du vent. Une installation d'éolienne intègre les équipements nécessaires pour capturer l'énergie du vent, orienter la turbine dans le vent, transformer la rotation mécanique en énergie électrique et d'autres systèmes pour démarrer, arrêter et contrôler la turbine. Cet article couvre la conception des turbines éoliennes à axe horizontal (HAWT) puisque la majorité des turbines commerciales utilisent cette conception.
Working fluidFor fluid power, a working fluid is a gas or liquid that primarily transfers force, motion, or mechanical energy. In hydraulics, water or hydraulic fluid transfers force between hydraulic components such as hydraulic pumps, hydraulic cylinders, and hydraulic motors that are assembled into hydraulic machinery, hydraulic drive systems, etc. In pneumatics, the working fluid is air or another gas which transfers force between pneumatic components such as compressors, vacuum pumps, pneumatic cylinders, and pneumatic motors.
Mercury vapour turbineA mercury vapour turbine is a form of heat engine that uses mercury as the working fluid of its thermal cycle. A mercury vapour turbine has been used in conjunction with a steam turbine for generating electricity. This example of combined cycle generation was not widely adopted, because of high capital cost and the obvious toxic hazard if the mercury leaked into the environment. The mercury cycle offers an efficiency increase compared to a steam-only cycle because energy can be injected into the Rankine cycle at higher temperature.
Electric motorAn electric motor is an electrical machine that converts electrical energy into mechanical energy. Most electric motors operate through the interaction between the motor's magnetic field and electric current in a wire winding to generate force in the form of torque applied on the motor's shaft. An electric generator is mechanically identical to an electric motor, but operates with a reversed flow of power, converting mechanical energy into electrical energy.
Locomotive à turbine à gazLes locomotives à turbine à gaz ont été mises au point dans plusieurs pays au . Elles utilisent une turbine à gaz analogue à celle que l'on rencontre dans les avions ou les hélicoptères pour entraîner un axe de sortie. La transmission rencontre alors à peu près les mêmes contraintes que pour les locomotives Diesel et on observe les mêmes solutions : transmission mécanique, électrique (semblable à la solution Diesel-électrique) ou hydraulique.
Fossil fuel power stationA fossil fuel power station is a thermal power station which burns a fossil fuel, such as coal or natural gas, to produce electricity. Fossil fuel power stations have machinery to convert the heat energy of combustion into mechanical energy, which then operates an electrical generator. The prime mover may be a steam turbine, a gas turbine or, in small plants, a reciprocating gas engine. All plants use the energy extracted from the expansion of a hot gas, either steam or combustion gases.
Turbulencevignette|Léonard de Vinci s'est notamment passionné pour l'étude de la turbulence. La turbulence désigne l'état de l'écoulement d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les écoulements turbulents se caractérisent donc par une apparence très désordonnée, un comportement difficilement prévisible et l'existence de nombreuses échelles spatiales et temporelles.
Turbine hydrauliqueUne turbine hydraulique est une machine tournante qui produit une énergie mécanique à partir d'eau en mouvement (cours d'eau ou marée) ou potentiellement en mouvement (barrage). Elle constitue le composant essentiel des centrales hydroélectriques destinées à produire de l'électricité à partir d'un flux d'eau. Elle a été inventée par Benoît Fourneyron en 1832, qui installa sa première machine à Pont-sur-l'Ognon. vignette|droite|Turbine hydraulique et générateur électrique, vue en coupe.
