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储能飞轮结构拓扑优化设计

陈兴  姚松  
【摘要】:飞轮储能技术已经成为极具竞争力的储能方式之一,在众多的领域有着广泛应用。高速旋转的飞轮是飞轮储能最核心部件,因此飞轮结构设计问题成为飞轮储能系统性能提高的关键因素。为提高飞轮的储能性能,本文采用双向渐进结构优化方法(BESO),考虑飞轮离心载荷作用下,同时考虑应力和体积多约束,将最大化能量密度作为优化目标,对飞轮模型进行拓扑优化设计。数值算例分别考虑了飞轮在不同体积分数和周期模式下的优化情况,获得不同结构构型的飞轮优化结果。通过拓扑优化获得飞轮最优结构的方法,为储能飞轮的结构设计提供有效的指导。

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