Design Space Exploration of a Beam Flexible Hub Concept for an Inside-Out Ceramic Turbine Using a Simplified Rotordynamic Finite Element Model
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a new flexible hub design for the inside-out ceramic turbine (ICT) rotor configuration. This configuration is used in microturbines to integrate ceramic blades in order to increase turbine inlet temperature (TIT), which leads to higher cycle efficiency values. The ICT uses an outer composite rim to load the ceramic blades in compression by converting the centrifugal loads of the blades into hoop stresses in the composite rim. High stresses in the composite rim lead to high radial displacement of the blades. This displacement is compensated by using flexible hub in order to maintain the contact with the blades. However, hub flexibility can lead to rotordynamic problems as heavy hub deformation will induce high stresses in it. Thus, stresses in the hub are induced by both rotordynamics and centrifugation, requiring a multi-objective design process, which has yielded geometries that limited, until now, the blade tip speed to 358 m/s. In this paper, a simplified rotordynamics finite element model of a flexible hub is developed to allow quick design iterations. Using the model, a design space exploration of this hub concept is done while considering centrifugation and rotordynamics. Experimental validation is conducted on a simplified ICT prototype up to 129 krpm, i.e., an equivalent blade tip speed of 390 m/s. Finally, predictions from the experimentally calibrated model show that the tested prototype hub could reach a blade tip speed of 680 m/s.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».