Fluid–Structure Interaction for Biomimetic Design of an Innovative Lightweight Turboexpander
Notice bibliographique
Résumé
Inspired by bird feather structures that enable the resistance of powerful aerodynamic forces in addition to their lower weight to provide stable flight, a biomimetic composite turbine blade was proposed for a low-temperature organic Rankine cycle (ORC) turboexpander that is capable of producing lower weight expanders than that of stainless steel expanders, in addition to reduce its manufacturing cost, and hence it may contribute in spreading ORC across nonconventional power systems. For that purpose, the fluid-structure interaction (FSI) was numerically investigated for a composite turbine blade with bird-inspired fiber orientations. The aerodynamic forces were evaluated by computational fluid dynamics (CFD) using the commercial package ANSYS-CFX (version 16.0) and then these aerodynamic forces were transferred to the solid model of the proposed blade. The structural integrity of the bird-mimetic composite blade was investigated by performing finite element analysis (FEA) of composite materials with different fiber orientations using ANSYS Composite PrepPost (ACP). Furthermore, the obtained mechanical performance of the composite turbine blades was compared with that of the stainless steel turbine blades. The obtained results indicated that fiber orientation has a greater effect on the deformation of the rotor blades and the minimum value can be achieved by the same barb angle inspired from the flight feather. In addition to a significant effect in the weight reduction of 80% was obtained by using composite rotor blades instead of stainless steel rotor blades.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».