Optimization of Flywheel Rotor Energy and Stability Using Finite Element Modelling
Notice bibliographique
Résumé
An investigation on a flywheel is presented based on finite element modelling simulations for different geometries. The goal was to optimise the energy density (rotational energy-to-mass ratio) and, at the same time, the rotational energy of a flywheel rotor. The stress behaviour of flywheel rotors under the rotational speed at the maximum stress achievable by the flywheel was analysed. Under this condition, the energy density was obtained for the different geometries, as well as the rotational energy. The best energy density performance due to geometry was achieved with a flywheel rotor presenting a new Gaussian section, which is different from the known Laval disk shape. The best results using a single disk involved a rotational speed of nearly 279,000 rpm and a rotational energy density around 1584 kJ/kg (440 Wh/kg). These values still yielded low total energy; to increase its value, two or three rotors were added to the flywheel, which were analysed in regard to stability. In particular, the triple rotor energy density was ≈ 1550 kJ/kg (431 Wh/kg). As some instability was found in these rotors, a solution using reinforcement was developed to avoid such instabilities. The energy density of such a reinforced double rotor neared 1451 kJ/kg (403 Wh/kg), and the system achieved higher total energy. The material assumed for the devices was carbon fibre Hexcel UHM 12,000, a material kept constant throughout the simulations to allow comparison among the different geometries.
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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 ».