Γενικό Τμήμα (ΔΔ)

Permanent URI for this collection

https://hdl.handle.net/10889/8

Browse

Now showing 1 - 20 of 24

Open Access
Φασματοσκοπικός χαρακτηρισμός ευαισθητοποιημένων φωτοηλεκτροχημικών κυψελίδων
(2007-05-10T13:41:49Z) Στεργιόπουλος, Θωμάς; Λιανός, Παναγιώτης; Πολίτης, Kωνσταντίνος; Κονταρίδης, Δημήτρης; Καλλίτσης, Παναγιώτης; Μπόκιας, Γιώργος; Ράπτης, Κωνσταντίνος; Λιανός, Παναγιώτης; Λιανός, Παναγιώτης; Περλεπές, Σ.; Stergiopoulos, Thomas
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Τα συστατικά μιας ευαισθητοποιημένης φωτοηλεκτροχημικής ηλιακής κυψελίδας μελετήθηκαν ξεχωριστά: ημιαγωγός, χρωστική και ηλεκτρολύτης. Παρασκευάστηκε και χαρακτηρίστηκε ένας στερεός ηλεκτρολύτης με βάση το υψηλού μοριακού βάρους πολυαιθυλενοξείδιο και νανοδομημένη τιτάνια. Ο ηλεκτρολύτης αυτός έφτασε σε ολικές αποδόσεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική της τάξεως του 4,55%, μία από τις μεγαλύτερες τιμές στη βιβλιογραφία. Χρήση άλλων ημιαγωγών πέρα του διοξειδίου του τιτανίου, όπως το οξείδιο του κασσιτέρου, δεν επέφερε αύξηση της παραπάνω απόδοσης. Νέα σύμπλοκα δισθενούς ρουθηνίου με διαφορετικούς πυριδινικούς υποκαταστάτες χρησιμοποιήθηκαν επίσης ως χρωστικές με αποδόσεις που έφτασαν μόλις το 1.74%. Επίσης, έγινε χρήση της φασματοσκοπίας micro-Raman για να θεμελιωθούν αρχικά συνθήκες συντονισμού και να μελετηθεί η χημειορρόφηση της χρωστικής στον ημιαγωγό. Τέλος μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις του οξειδοαναγωγικού ζεύγους με τη χρωστική κατά τη λειτουργία της κυψελίδας.
Open Access
Χωροχρονικές συνέπειες της Θεωρίας Χορδών σε χαμηλές διαστάσεις
(2007-07-30T08:41:17Z) Ζωάκος, Δημήτριος; Σφέτσος, Κωνσταντίνος; Μπάκας, Ιωάννης; Κεχαγιάς, Αλέξανδρος; Μάρκελλος, Βασίλειος; Ρίζος, Ιωάννης; Γκίκας, Δημήτριος; Αρβανιτογεώργος, Ανδρέας; Zoakos, Dimitrios
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Στόχος της διατριβής είναι η αναζήτηση υπερσυμμετρικών λύσεων με προέλευση από την Μ θεωρία και τη θεωρία χορδών στις 10-διαστάσεις, με συνακόλουθη μελέτη των συνεπειών τους στις 4-διαστάσεις μέσω της αντιστοιχίας βαρύτητας/βαθμίδας. Στο πρώτο βήμα προχωρούμε σε συστηματική κατασκευή υπερσυμμετρικών βαρυτικών λύσεων της υπερβαρύτητας σε διάφορες διαστάσεις με μειωμένη Lorentzian ολονομία. Η κατασκευή μας βασίζεται στην εισαγωγή χρονικής εξάρτησης στις παραμέτρους moduli των Riemannian αντιγράφων. Συνεπώς οδηγούμαστε σε D-διάστατες υπερσυμμετρικές λύσεις κενού με Lorentzian ομάδα ολονομίας της μορφής G×RD-2. Στο δεύτερο βήμα προσεγγίζουμε τους 5-διάστατους χώρους Sasaki-Einstein, οι οποίοι παρεμβάλονται μεταξύ της S5 και του T1,1. Χρησιμοποιώντας τους 5-διάστατους αυτούς χώρους σαν βάση κατασκευάζουμε 6-διάστατους υπερσυμμετρικούς κώνους, οι οποίοι στη συνέχεια θα αποτελέσουν τα δομικά στοιχεία για την κατασκευή λύσεων της 10-διάστατης υπερβαρύτητας τύπου ΙΙΒ για συσσωματώματα από D3 και D5-βράνες. Στο τρίτο βήμα μελετάμε τις δυϊκές βαρυτικές λύσεις του κλάδου Coulomb που αντιστοιχούν σε μια marginally παραμορφωμένη N=4 θεωρία Yang-Mills. Μέσα από μια αλληλουχία από Τ δυϊκότητες και μετατοπίσεις συντεταγμένων κατασκευάζουμε το δυϊκο βαρυτικό υπόβαθρο, ουσιαστικά παρουσιάζοντας μια γενική μεθοδολογία. Εξετάζουμε ενδελεχώς το ζήτημα της υπερσυμμετρίας και πως αυτή ελαττώνεται από Ν=4 σε Ν=1. Στη συνέχεια ανιχνεύουμε την γεωμετρία μέσα από τον υπολογισμό του βρόχου Wilson για ζεύγος βαρέων quark-antiquark, αποκαλύπτοντας φαινόμενα θωράκισης και εγκλωβισμού για το δυναμικό.
Open Access
Eπίδραση των ελαστικών τάσεων επιταξίας στο μηχανισμό της μαγνητικής πόλωσης ανταλλαγής της πολυστρωματικής δομής [La2/3Ca1/3MnO3/La1/3Ca2/3MnO3]15
(2008-06-25T06:51:34Z) Χουσάκου, Ευαγγελία; Χριστίδης, Χρήστος; Κουνάβης, Παναγιώτης; Πίσσας, Μιχάλης; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Τοπρακτσιόγλου, Χρήστος; Χατζηκωνσταντίνου, Παύλος; Ψυχάρης, Βασίλειος; Χριστίδης, Χρήστος; Chousakou, Evagelia
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Το φαινόμενο της μαγνητικής πόλωσης ανταλλαγής (exchange bias, EB) έχει προσελκύσει το επιστημονικό ενδιαφέρον εξαιτίας των σημαντικών εφαρμογών σε διατάξεις μαγνητικής αποθήκευσης πληροφορίας. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον εμφανίζουν οι ΕΒ ιδιότητες των πολυστρωματικών φιλμ με σύσταση [La2/3Ca1/3MnO3(FM)/La1/3Ca2/3MnO3(AF)]15, που αποτελούνται από αντισιδηρομαγνητικά, La1/3Ca2/3MnO3 (AF), και σιδηρομαγνητικά, La2/3Ca1/3MnO3 (FM), στρώματα επειδή αυτή η κατηγορία ενώσεων ανήκει στα ισχυρώς συσχετιζόμενα ηλεκτρονικά συστήματα (strongly correlated electronic systems), όπου οι μαγνητικές-, ηλεκτρονικές-, και κρυσταλλικές-δομές αλληλεπιδρούν ισχυρά μεταξύ τους. Στην παρούσα διατριβή χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις περίθλασης και σκέδασης συντονισμού ακτίνων-Χ στην Κ-ακμή του Mn για την μελέτη της επίδρασης των ελαστικών τάσεων επιταξίας στο μηχανισμό της μαγνητικής πόλωσης ανταλλαγής της πολυστρωματικής δομής [La2/3Ca1/3MnO3/La1/3Ca2/3MnO3]15 που εμφανίζεται κάτω από την θερμοκρασία εμπλοκής ΤΒ≈80 Κ. Οι μετρήσεις περίθλασης ακτίνων-Χ έδειξαν ότι ο λόγος c/a, που αποτελεί το μέτρο της τετραγωνικής πλεγματικής παραμόρφωσης της ψευδοκυβικής δομής, φθάνει στην μέγιστη τιμή της, και ότι το μήκος συσχετίσεως εντός των (101) και (102) κρυσταλλογραφικών επιπέδων μεταβάλλεται σημαντικά κοντά στην ΤΒ. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στο γεγονός ότι στην ΤΒ η ψευδοκυβική πλεγματική σταθερά aML του φιλμ προσεγγίζει την τιμή της ψευδοκυβικής πλεγματικής σταθερά της ένωσης La1/3Ca2/3MnO3 από την οποία αποτελούνται τόσο το ενδιάμεσο στρώμα (buffer layer) όσο και τα AF στρώματα, αποδεικνύοντας έτσι ότι το EB φαινόμενο σχετίζεται με την εξισορρόπηση των επιταξιακών τάσεων εντός των AF και FM στρωμάτων. Οι μετρήσεις σκέδασης συντονισμού ακτίνων-Χ (RXS) αποκαλύπτουν ότι οι επιταξιακές τάσεις εξωθούν τα πολύεδρα MnO6 σε σιδηροπαραμορφωτική (ferrodistortive, FD) ευθυγράμμιση, όπου η FD υπερκυψελίδα συμπίπτει με την μοναδιαία κυψελίδα της κρυσταλλικής δομής. Εφαρμογή της τεχνικής συμβολής στα RXS φάσματα αποκαλύπτει μια κορυφή συντονισμού από την κύρια ακμή απορρόφησης των ιόντων Mn στα ~6.555 keV και μια, μικρότερης έντασης, δευτερεύουσα κορυφή συντονισμού στα ~6.55 keV, του οποίου η ενεργειακή μετατόπιση ελαττώνεται γραμμικά με την θερμοκρασία και το λόγο c/a μέχρι τους 80 Κ. Η εξαφάνιση της δευτερεύουσας κορυφής πάνω από τους 80 Κ(≈ΤΒ) μπορεί να σχετίζεται με κάποια αναδιάταξη των γωνιών που σχηματίζουν οι δεσμοί Mn-O-Mn εξαιτίας της εξισορρόπησης των επιταξιακών τάσεων στις FM/AF διεπιφάνειες κάτω από 80 Κ.
Open Access
Συμβολή στη στατιστική συμπερασματολογία για τις κατανομές γάμα και αντίστροφη κανονική με χρήση της εμπειρικής ροπογεννήτριας συνάρτησης
(2008-09-01T08:28:22Z) Καλλιώρας, Αθανάσιος Γ.; Κουτρουβέλης, Ιωάννης; Κουτρουβέλης, Ιωάννης; Σύψας, Παναγιώτης; Μεϊντάνης, Σίμος; Κουρούκλης, Σταύρος; Κούτρας, Μάρκος; Αλεβίζος, Φίλιππος; Δασκαλάκη, Σοφία
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση μεθόδων στατιστικής συμπερασματολογίας για την προσαρμογή και έλεγχο της κατανομής γάμα και της αντίστροφης κανονικής (inverse Gaussian) κατανομής σε δεδομένα με θετική λοξότητα. Τα πρότυπα αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως στην ανάλυση αξιοπιστίας και ελέγχου μακροβιότητας καθώς και σε άλλες εφαρμογές. Αρχικά γίνεται μια περιγραφή εναλλακτικών μεθόδων στατιστικής συμπερασματολογίας για τις διπαραμετρικές και τις τριπαραμετρικές οικογένειες κατανομών γάμα και αντίστροφης κανονικής. Στη συνέχεια διερευνάται η χρήση μεθόδων στατιστικής συμπερασματολογίας για την εκτίμηση των παραμέτρων της διπαραμετρικής γάμα κατανομής με χρήση της εμπειρικής ροπογεννήτριας συνάρτησης. Μέθοδοι εκτιμητικής, όπως είναι η μέθοδος των μικτών ροπών και των γενικευμένων ελαχίστων τετραγώνων, εφαρμόζονται και συγκρίνονται με την μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας μέσω πειραμάτων προσομοίωσης Monte Carlo. Επίσης, διερευνώνται έλεγχοι καλής προσαρμογής για τη διπαραμετρική γάμα κατανομή. Οι έλεγχοι αυτοί περιλαμβάνουν τους κλασικούς ελέγχους και έναν έλεγχο που χρησιμοποιεί την εμπειρική ροπογεννήτρια συνάρτηση. Με χρήση πειραμάτων προσομοίωσης Monte Carlo, γίνεται σύγκριση των ελέγχων ως προς το πραγματικό επίπεδο σημαντικότητας και την ισχύ έναντι άλλων λοξών προς τα δεξιά κατανομών. Στη συνέχεια εφαρμόζονται έλεγχοι καλής προσαρμογής γάμα κατανομών σε πραγματικά δεδομένα, τα οποία έχουν αναλυθεί νωρίτερα από άλλους ερευνητές. Για τον έλεγχο της τριπαραμετρικής γάμα κατανομής εφαρμόζεται μόνο ο έλεγχος με χρήση της εμπειρικής ροπογεννήτριας συνάρτησης, αφού δεν είναι γνωστοί κλασικοί έλεγχοι που χρησιμοποιούν την εμπειρική συνάρτηση κατανομής. Τέλος, γίνεται εκτίμηση ποσοστιαίων σημείων της αντίστροφης κανονικής κατανομής. Αρχικά, εκτιμώνται ποσοστιαία σημεία για την τριπαραμετρική κατανομή και στη συνέχεια εφαρμόζονται δύο μέθοδοι υπολογισμού ποσοστιαίων σημείων για την περίπτωση της διπαραμετρικής κατανομής. Η εκτίμηση των ποσοστιαίων σημείων σε κάθε οικογένεια κατανομών χρησιμοποιεί δύο μεθόδους ενδιάμεσης εκτίμησης των παραμέτρων της κατανομής. Οι μέθοδοι συγκρίνονται ως προς το μέσο τετραγωνικό σφάλμα και τη σχετική μεροληψία με τη βοήθεια πειραμάτων προσομοίωσης.
Open Access
Αριθμητική μελέτη του προβλήματος Hill με πλάτυνση
(2008-09-01T10:13:07Z) Περδίου, Αγγελική Ε.; Μάρκελος, Βασίλειος; Μάρκελλος, Βασίλειος; Περδίος, Ευστάθιος; Ντούσκος, Χρήστος
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
-
Open Access
Μελέτη νέων φωτοενεργών υλικών με περιβαλλοντικές εφαρμογές
(2008-09-01T11:17:16Z) Μπούρας, Παναγιώτης; Λιανός, Παναγιώτης; Λιανός, Παναγιώτης; Βερύκιος, Ξενοφών; Γιαννούλης, Παναγιώτης; Κορδούλης, Χρήστος; Λυμπεράτος, Γεράσιμος; Στάικος, Γεώργιος; Κουνάβης, Παναγιώτης
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Στην παρούσα διατριβή, παρασκευάστηκαν νανοκρυσταλλικά υμένια TiO2 και εναποτέθηκαν σε υπόστρωμα γυαλιού, με τη μέθοδο sol – gel παρουσία του τασιενεργού μορίου Triton X-100. Τα υμένια πυρώθηκαν στους 550ο C ώστε να καούν οι οργανικές ενώσεις, ενώ η εναπομένουσα ανόργανη δομή αποτελείται από νανοσωματίδια, με μεγάλη ειδική επιφάνεια, μεγαλύτερη από την αναμενόμενη για τόσο υψηλές θερμοκρασίες πύρωσης. Ο σχηματισμός των νανοκρυσταλλιτών οφείλεται στην αυτο – οργάνωση του τασιενεργού μορίου το οποίο δρα ως εκμαγείο των νανοσωματιδίων. Ο χαρακτηρισμός των υμενίων πραγματοποιήθηκε με πλήθος τεχνικών χαρακτηρισμού (UV-Vis, XRD, B.E.T, FTIR, AFM). Τα υμένια αποδείχθηκαν πολύ αποδοτικά για τη φωτοαποικοδόμηση διαφόρων χρωστικών και ιδιαιτέρως της Basic Blue 41, είτε στον αέρα είτε σε υδατικά διαλύματα. Τρεις διαφορετικοί τύποι χημικών δομών χρωστικών χρησιμοποιήθηκαν για τις μελέτες φωτοαποικοδόμησης: Basic Blue 41, Acid Orange 7 και Crystal Violet και έγινε σύγκριση του ρυθμού φωτοαποικοδόμησης των. Μια πολύ μικρή ποσότητα TiO2 (154 mg/l) είναι αρκετή ώστε να αποχρωματίσει αραιά διαλύματα της χρωστικής μέσα σε λίγες ώρες, ακόμα και με φωτοβόληση της επιφάνειας του καταλύτη με λαμπτήρες πολύ χαμηλής ισχύος (0.7 mW/cm2) υπεριώδους ακτινοβολίας. Ο καταλύτης μπορεί εύκολα να αναγεννηθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί για διαδοχικούς κύκλους φωτοκατάλυσης, χωρίς μείωση της φωτοκαταλυτικής του δραστικότητας. Τέλος, εναποτέθηκαν λεπτά υμένια, σε υπόστρωμα υάλου, τόσο από καθαρό όσο και από εμπλουτισμένο TiO2 με ιόντα μετάλλων. Χρησιμοποιήθηκαν προσμίξεις, σε ένα μεγάλο εύρος συγκεντρώσεων, ιόντων μετάλλων Fe3+, Cr3+ και Co2+ και πραγματοποιήθηκε σύγκριση της φωτοκαταλυτικής τους δραστικότητας στον αποχρωματισμό υδατικών διαλυμάτων χρωστικών. Η παρουσία των προσμίξεων οδήγησε σε σταδιακή μείωση της κρυσταλλικότητας του TiO2, σε μετατροπή του ανατάση σε ρουτήλιο και, στην περίπτωση του Co2+, στο σχηματισμό μικτού οξειδίου CoTiO3. H καταστροφή του ανατάση είχε δραματικές επιπτώσεις στη φωτοκαταλυτική δραστικότητα του TiO2 κατά τη φωτοβόληση με UV – Vis, η οποία μειωνόταν με την αύξηση της συγκέντρωσης των προσμίξεων. Η φωτοβόληση του εμπλουτισμένου TiO2 με καθένα από τα τρία αυτά ιόντα, μόνο με ορατό φως, οδήγησε μεν στον αποχρωματισμό της χρωστικής αλλά με πολύ μικρότερο ρυθμό από ότι με το ορατό - υπεριώδες. Σε κάθε περίπτωση, αποδεικνύεται ότι η άμεση φωτοδιέγερση του καθαρού TiO2 αποτελεί μια πιο αποδοτική διαδικασία από τη διέγερση εμπλουτισμένου TiO2 στο ορατό.
Open Access
Αλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με νανοδομημένους ημιαγωγούς
(2008-09-01T11:48:34Z) Καπακλής, Βασίλειος Σ.; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Ρεσβάνης, Λεωνίδας; Λιαροκάπης, Ευθύμιος; Ράπτης, Κωνσταντίνος; Βελγάκης, Μιχαήλ; Πουλόπουλος, Παναγιώτης; Πολίτης, Κωνσταντίνος
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Το αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με νανοδομημένους ημιαγωγούς. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε μια διάταξη καταγραφής φασμάτων φωτοφωταύγειας, συναρτήσει της θερμοκρασίας. Τα δείγματα που εξετάστηκαν περιέχουν νανοκρυστάλλους του πυριτίου. Ερευνήθηκαν δυο διαφορετικές προσεγγίσεις για την παρασκευή τέτοιων δειγμάτων. Η πρώτη αφορά την θερμική αποσύνθεση του SiO σε θερμοκρασίες άνω των 850 ºC και οδηγεί στην παρασκευή δειγμάτων με νανοκρυστάλλους πυριτίου σε μια μήτρα από οξείδιο του πυριτίου. Η δεύτερη είναι ο σχηματισμός πορώδους πυριτίου μέσω ανοδικής ηλεκτροδιάβρωσης, τόσο σε συνθήκες ανοδικής πόλωσης, όσο και σε συνθήκες ανοιχτού κυκλώματος. Τα δείγματα που προήλθαν από θερμική αποσύνθεση του SiO επιδεικνύουν έντονη φωτοφωταύγεια, σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, στο εγγύς υπέρυθρο και σε ενέργειες μεγαλύτερες του ενεργειακού χάσματος του πυριτίου (1.12 eV), ως αποτέλεσμα της εξιτονικής επανασύνδεσης υπό συνθήκες κβαντικού εντοπισμού. Τα φάσματα φωτοφωταύγειας και ο δομικός χαρακτηρισμός, έδωσαν χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την αλληλεπίδραση και προέλευση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, της δομής και κινητικής του SiO που υπόκειται σε θερμική αποσύνθεση. Με την παρασκευή πορώδους πυριτίου, αναπτύχθηκε μια νέα μεθοδολογία για την ανάπτυξη μικροδομών πορώδους πυριτίου σε συνθήκες ανοιχτού κυκλώματος, με απολύτως ελεγχόμενη γεωμετρία και ιδιότητες φωτοφωταύγειας. Η μεθοδολογία αυτή είναι ενδιαφέρουσα για την ανάπτυξη μιας πληθώρας μικρο-ηλεκτρομηχανικών συστημάτων βασισμένα στο πορώδες πυρίτιο, όπως οπτοηλεκτρονικές διατάξεις και αισθητήρες.
Open Access
Διαδικασίες αποκρατικοποίησης και ιδιοκτησιακής και διοικητικής αναδιοργάνωσης στον τομέα των τηλεπικοινωνιών στην Ελλάδα. Επιπτώσεις στη δομή αγοράς, στην τιμολόγηση και στην απασχόληση των επιχειρήσεων
(2008-10-01T06:48:53Z) Καραμάνης, Κωνσταντίνος; Γεωργόπουλος, Αντώνιος; Σακκάς, Δημήτριος; Πεχλιβανίδης, Παντελής; Ζαχαράτος, Γεράσιμος; Αναστασόπουλος, Γεώργιος; Ανδρουλάκης, Γεώργιος; Νεάρχου, Ανδρέας; Γεωργόπουλος, Αντώνιος; Karamanis, Kostas
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Με την παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάζουμε τις επιπτώσεις της απελευθέρωσης της ελληνικής τηλεπικοινωνιακής αγοράς στη δομή της αγοράς, στην τιμολόγηση και στην απασχόληση από το 1992 έως το 2005. Τα στοιχεία αφορούν 44 από τις πιο σημαντικές επιχειρήσεις της σταθερής τηλεφωνίας, της κινητής τηλεφωνίας και του διαδικτύου, και συλλέχθησαν με τη μέθοδο των συνεντεύξεων με τη βοήθεια ερωτηματολογίου. Η αξιολόγηση των στοιχείων έγινε τόσο περιγραφικά όσο και οικονομετρικά. Τα περιγραφικά μας αποτελέσματα υποστηρίζουν αρκετές άλλες έρευνες που συμπεραίνουν ότι η απελευθέρωση της αγοράς μειώνει το βαθμό συγκέντρωσής της, αυξάνει τον ανταγωνισμό, προκαλεί μείωση τιμών και αυξάνει συνολικά την απασχόληση. Στο οικονομετρικό επίπεδο, χρησιμοποιήσαμε Panel Feasible Generalised Least Squares (FGLS) που θεωρείται κατάλληλο εργαλείο για δείγματα, όπως το δικό μας, τα οποία αποτελούνται από διαστρωματικά δεδομένα για χρονικές περιόδους μεγαλύτερες της μιας, και δεν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των μη παρατηρούμενων παραγόντων και των ερμηνευτικών μεταβλητών. Η οικονομετρική έρευνα έδειξε ότι στο νέο ανταγωνιστικό περιβάλλον (όπως αυτό προέκυψε από την οικονομετρική ανάλυση) η ιδιωτική ιδιοκτησία και η ύπαρξη εξειδικευμένου προσωπικού στον εμπορικό και τεχνικό τομέα φαίνεται να επηρεάζουν θετικά το μερίδιο αγοράς των επιχειρήσεων. Επιπλέον, η κατοχή ενός μεγάλου μερίδιου αγοράς παρέχει μεγαλύτερη δυνατότητα στις επιχειρήσεις να μειώσουν τις τιμές των υπηρεσιών τους. Τέλος, η απασχόληση επηρεάζεται κυρίως από την ιδιωτική ιδιοκτησία. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, το άρθρο μας προσφέρει χρήσιμη οικονομετρική πληροφόρηση σε ένα πεδίο που παρατηρείται ακόμη ένα μεγάλο ερευνητικό έλλειμμα.
Open Access
Αριθμητικός και προσεγγιστικός προσδιορισμός οικογενειών περιοδικών λύσεων
(2009-03-13T12:11:19Z) Τσιρογιάννης, Γεώργιος; Περδίος, Ευστάθιος; Περδίος, Ευστάθιος; Καλβουρίδης, Τηλέμαχος
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
-
Open Access
Σύνθεση και μελέτη κεραμικών υπεραγώγιμων υλικών υψηλής κρίσιμης θερμοκρασίας
(2009-10-06T10:12:07Z) Παπανικολάου, Παναγιώτης; Πολίτης, Κ.; Πολίτης, Κ.; Βελγάκης, Μ.; Κουρουκλής, Γ.; Λιαροκάπης, Ε.; Λιανός, Π.; Νικολόπουλος, Π.; Παταπής, Σ.; Papanikolaou, Panagiotis
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
-
Open Access
Σύνθεση νανοκρυσταλλικών ημιαγώγιμων οξειδίων, χαρακτηρισμός και μελέτη των εφαρμογών τους στη φωτοκαταλυτική και φωτοηλεκτροχημική διάσπαση του ύδατος
(2009-10-20T08:41:45Z) Στρατάκη, Νικολέτα; Λιανός, Παναγιώτης; Βερύκιος, Ξενοφών; Νεοφυτίδης, Στυλιανός; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Λυμπεράτος, Γεράσιμος; Σταθάτος, Ηλίας; Κονταρίδης, Δημήτριος; Λιανός, Παναγιώτης; Strataki, Nikoleta
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Η φωτοκαταλυτική παραγωγή H2 μέσω διεργασιών φωτοκαταλυτικής αναμόρφωσης, μελετήθηκε με χρήση νανοκρυσταλλικών υμενίων TiO2 εμπλουτισμένων με εναποτεθειμένα μέταλλα στην επιφάνειά τους. Το TiO2 παρασκευάστηκε με τη μέθοδο sol-gel παρουσία οξικού οξέος και ενός επιφανειακώς δραστικού μορίου, του Triton X-100. Τα υμένια που παρασκευάστηκαν ήταν κρυσταλλικής μορφής ανατάση, με μέσο μέγεθος των σωματιδίων 12 nm, αρκετά σημαντικές υδροφιλικές ιδιότητες και υψηλή προσροφητική ικανότητα, ενώ είναι και πολύ ικανοί φωτοκαταλύτες για την αντίδραση διάσπασης των προσροφημένων χρωστικών στην επιφάνειά τους. Η μελέτη της αντίδρασης παραγωγής H2 πραγματοποιήθηκε με χρήση του φωτοκαταλύτη Pt/TiO2, αφού ο Pt αύξησε τη φωτοκαταλυτική ενεργότητα του υλικού και τη φωτοκαταλυτική απόδοση της αντίδρασης περισσότερο από τα υπόλοιπα μέταλλα. Οι βέλτιστες συνθήκες εναπόθεσης του Pt, ήταν η προσρόφησή του για 30 min από υδατικά διαλύματα Na2PtCl4 συγκέντρωσης 5*10-4 Μ και φωτοβόληση του υλικού για 15 min ώστε να πραγματοποιηθεί η αναγωγή. Η χρήση αυτού του φωτοκαταλύτη έδωσε σημαντικά αποτελέσματα φωτοκαταλυτικής αποικοδόμησης αλκοολών και άλλων προϊόντων βιομάζας σε υδατικά διαλύματα. Από τις ενώσεις που μελετήθηκαν, η χρήση της αιθανόλης και της γλυκερόλης οδήγησε στη μεγαλύτερη αύξηση του ρυθμού φωτοκαταλυτικής παραγωγής H2. Η αντίδραση της φωτοκαταλυτικής αναμόρφωσης πραγματοποιήθηκε κυρίως με χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας UVA (Black light, ~360 nm), παρουσία ενώσεων με γενικό χημικό τύπο CxHyOz. Κυριότερες κατηγορίες αυτών των ενώσεων είναι οι αλκοόλες, τα σάκχαρα, οι πολυόλες και τα οργανικά οξέα. Επίσης, τα φωτοκαταλυτικά υμένια Pt/TiO2 είναι ικανά να προκαλέσουν την φωτοκαταλυτική παραγωγή H2 μέσα από μικρογαλακτώματα διασποράς ελαίου σε νερό. Η συνολική διεργασία της φωτοκαταλυτικής αναμόρφωσης αποτελεί μια ιδιαίτερα ελκυστική διεργασία, η οποία πραγματοποιείται με αρκετά ικανοποιητική απόδοση, με την κατάλληλη χρήση του φωτοκαταλύτη Pt/TiO2, σε μορφή λεπτών υμενίων.
Open Access
Δομικές μελέτες μικρογαλακτωμάτων παρουσία ενεργών μακρομορίων
(2009-10-26T08:47:40Z) Αβραμιώτης, Σπυρίδων; Λιανός, Π.; Λιανός, Π.; Ζευγώλης, Δ.; Πολίτης, Κ.; Βύνιος, Δ.; Σέκερης, Κ.; Στάικος, Γ.; Τσίγγανος, Κ.; Avramiotis, Spyridon
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
-
Open Access
Θεωρία χορδών και φυσικές εφαρμογές αυτής σε προβλήματα βαρύτητας και θεωρίας βαθμίδας
(2011-01-05T09:00:00Z) Σιάμπος, Κωνσταντίνος; Σφέτσος, Κωνσταντίνος; Φλωράτος, Εμμανουήλ; Μπάκας, Ιωάννης; Κεχαγιάς, Αλέξανδρος; Τετράδης, Νικόλαος; Πέτκου, Αναστάσιος; Δοίκου, Αναστασία; Σφέτσος, Κωνσταντίνος; Siampos, Konstantinos
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Σε αυτή την διδακτορική διατριβή μελετήσαμε την ευστάθεια δέσμιων καταστάσεων κουάρκ και δυονίων εντός της αντιστοιχίας AdS/CFT. Το κίνητρο για την μελέτη μας ήταν το ότι τα δυναμικά των δέσμιων αυτών καταστάσεων όπως αυτά υπολογίζονται εντός της αντιστοιχίας έχουν μερικές φορές συμπεριφορές οι οποίες είναι σε αντίθεση με τα προσδοκώμενα αποτελέσματα από την θεωρία πεδίου. Συγκεκριμένα συναντούμε: Πλειότιμα δυναμικά, Δυναμικά του οποίου το μήκος θωράκισης εξαρτάται ισχυρώς από τον προσανατολισμό της χορδής σε σχέση με τον άξονα του ζεύγους και Συμπεριφορές εγκλωβισμού κουάρκ στην N=4 SYM και διάφορες άλλες περιπτώσεις. Η ανάλυση της ευστάθειας των κλασσικών λύσεων επιλύει αυτές τις αντιφάσεις, αποδεικνύοντας ότι οι αυτές οι διατάξεις είναι ασταθείς και κατά συνέπεια είναι φυσικώς απαράδεκτες.
Open Access
Εσωτερικές και εξωτερικές ροές
(2011-03-09T18:41:44Z) Νιάκας, Νικόλαος; Ντούσκος, Χρήστος; Χατζηκωνσταντίνου, Παύλος; Περδίος, Ευστάθιος; Ράπτης, Ανδρέας; Μάργαρης, Διονύσιος; Λουκόπουλος, Βασίλειος; Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος; Ντούσκος, Χρήστος; Niakas, Nicholaos
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Στην παρούσα διατριβή αναπτύσσεται η γραμμικοποιημένη μέθοδος των πεπερασμένων διαφορών. Η μέθοδος αυτή αποτελεί νέα αριθμητική τεχνική επιλύσεως των διαφορικών εξισώσεων δευτέρας τάξεως, κανονικών και με μερικές παραγώγους και εφαρμόζεται σε εσωτερικές και εξωτερικές ροές. Συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στις μεθόδους διακριτοποιήσεως μιας διαφορικής εξισώσεως και στον τρόπο επίλυσης ενός γραμμικού συστήματος αλγεβρικών εξισώσεων. Στο δεύτερο κεφάλαιο εκτίθεται η μέθοδος των Allen και Southwell για τη λύση της εξισώσεως της στροβιλότητας προκειμένου περί δισδιάστατης ροής και η τροποποίηση και βελτίωση της μεθόδου από τον Dennis. Εν συνεχεία περιγράφεται η περαιτέρω βελτίωση της μεθόδου, διά της οποίας ο πίνακας του συστήματος των συντελεστών των αγνώστων καθίσταται διαγωνίως υπέρτερος. Στο τρίτο κεφάλαιο η βελτιωμένη μέθοδος επεκτείνεται στις τρεις διαστάσεις με μεταβλητούς συντελεστές και εφαρμόζεται στην λύση αντιστοίχου προβλήματος ροής ιδανικού ρευστού εντός σωλήνα. Στο τέταρτο κεφάλαιο η παρούσα μέθοδος γενικεύεται μεταβλητούς συντελεστές. Στο πέμπτο κεφάλαιο επιλύεται η εξίσωση της στροβιλότητας στις τρεις διαστάσεις σε σύστημα κυλινδρικών συντεταγμένων και ο αλγόριθμος εφαρμόζεται στο πρόβλημα του von Kármán. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο εξετάζεται η περίπτωση της αριθμητικής εξομοίωσης στροβίλων Taylor προκειμένου περί ροής ιξώδους ρευστού, το οποίο περιέχεται εντός σφαιρικού κελύφους, η δε κίνηση του ρευστού προκαλείται από την διαφορική περιστροφή των δύο σφαιρών γύρω από την κοινή διάμετρό τους.
Open Access
Αριθμητική μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς μοντέλων Kaldor της μακροοικονομίας
(2011-11-22) Μάρκελλος, Παναγιώτης Ιωάννης; Ντούσκος, Χρήστος; Καλβουρίδης, Τηλέμαχος; Μαυραγάνης, Αναστάσιος; Περδιός, Ευστάθιος; Πάγκαλος, Κωνσταντίνος; Ντούσκος, Χρήστος; Μάρκαρης, Μιχαήλ; Καλαντώνης, Βασίλειος; Markellos, Panagiotis Ioannis
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Τα πρωτότυπα αποτελέσματα της διατριβής περιέχονται στα κεφ. 2, 3 και 4. Στο κεφ. 2 μελετούμε με αριθμητικές μεθόδους ένα 3-διάστατο διακριτό μοντέλο μακροοικονομίας με σταθερές ισοτιμίες. Χρησιμοποιώντας μια μέθοδο πλέγματος, βρίσκουμε την περιοχή ευστάθειας στον παραμετρικό χώρο, προσδιορίζουμε την καμπύλη διακλαδώσεων Hopf-Neimark και θεωρούμε σύντομα την εμφάνιση “γλωσσών” Arnold. Υπολογίζονται διαγράμματα διακλαδώσεων και εκθέτη Lyapunov που δίνουν πληροφορίες για τους επιχειρηματικούς κύκλους και την πολύπλοκη δυναμική του μοντέλου και. παρουσιάζουμε παραδείγματα κυκλικών και χαοτικών ελκυστών. Στο κεφ. 3 μελετούμε με τις ίδιες μεθόδους ένα διακριτό μοντέλο αλληλεπίδρασης περιοχών με σταθερές ισοτιμίες, επέκταση του προηγούμενου μοντέλου σε 5 διαστάσεις. Στόχος ήταν να δείξουμε πόσο εφικτή και αποτελεσματική είναι μία αριθμητική μελέτη για ηπίως πολυδιάστατα διακριτά δυναμικά συστήματα με πολλές παραμέτρους. Βρήκαμε ότι η κίνηση κεφαλαίων δεν αρκεί για τη δημιουργία κύκλων όταν είναι χαμηλή η εμπορική αλληλεπίδραση. Το κατώφλι εμπορίου προβλέπεται περίπου στο 15% των εμπορικών συναλλαγών. Αντίθετα, το μοντέλο δεν προβλέπει αναγκαίο ελάχιστο επίπεδο κίνησης κεφαλαίων για την εμφάνιση των κύκλων. Δίνουμε παραδείγματα διαγραμμάτων διακλάδωσης και εκθέτη Lyapunov που δείχνουν την εμφάνιση κύκλων ή ακολουθίας διπλασιασμού περιόδου, και παραδείγματα της ανάπτυξής τους. Το κεφ. 4 περιέχει σύντομη περιγραφή συμπληρωματικών αποτελεσμάτων στα παραπάνω μοντέλα, και στα αντίστοιχα μοντέλα μεταβλητής ισοτιμίας συναλλάγματος, καθώς και κατευθύνσεις μελλοντικής έρευνας. Στο κεφ. 5 περιγράφονται σύντομα οι υπολογιστικές τεχνικές που χρησιμοποιήσαμε. Η διατριβή δείχνει την αποτελεσματικότητα της αριθμητικής προσέγγισης για πολυδιάστατα διακριτά μοντέλα.
Open Access
Θέματα ολοκληρώσιμων συστημάτων και θεωρίας χορδών
(2012-12-21) Καραΐσκος, Νικόλαος; Σφέτσος, Κωνσταντίνος; Δόικου, Αναστασία; Κεχαγιάς, Αλέξανδρος; Ιωαννίδου, Θεοδώρα; Καλαντώνης, Βασίλης; Παπαγεωργίου, Βασίλειος; Πέτκου, Αναστάσιος; Karaiskos, Nikolaos
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Υπάρχει μια ιδιαίτερη κατηγορία φυσικών συστημάτων, τα οποία καλούνται ολοκληρώσιμα. Η ολοκληρωσιμότητα ενός συστήματος συνεπάγεται άμεσα πως αυτό είναι ακριβώς επιλύσιμο, ενώ συνήθως το σύστημα παρουσιάζει μεγάλη συμμετρία. Η θεωρία των ο- λοκληρώσιμων συστημάτων, κλασικών και κβαντικών, παρέχει τα κατάλληλα εργαλεία για τη μελέτη των εν λόγω προτύπων με συστηματικό τρόπο. Στην παρούσα διατρι- βή μελετούμε τέτοιου είδους συστήματα, δίνοντας έμφαση στις αλγεβρικές δομές και τις συμμετρίες που βρίσκονται πίσω από αυτά. Στο πρώτο μέρος, περιγράφονται στοιχεία της θεωρίας των κλασικών ολοκληρώσιμων συστημάτων. Ο συστηματικός τρόπος περιγρα- φής τους επιτρέπει και την επέκταση αυτών, εισάγοντας για παράδειγμα μη τετριμμένες συνοριακές συνθήκες ή τοπικές ατέλειες, έτσι ώστε η ολοκληρωσιμότητα του συστήματος να διατηρείται. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η θεωρία της ολοκληρωσιμότητας σε κβαντικό επίπεδο και το πλαίσιο ακριβούς επίλυσης τέτοιων συστημάτων μέσω ισχυρών μεθόδων, όπως η τεχνική Bethe ansatz. Σημαντικό ρόλο στο πεδίο αυτό διαδραματίζει η ομάδα braid και τα υποσύνολά της, καθώς εξασφαλίζουν την παραγωγή συμμετρικών λύσεων των εξισώσεων της κβαντικής ολοκληρωσιμότητας, με συστηματικό τρόπο. Στο κεφάλαιο αυτό περιγράφεται το πλαίσιο παραγωγής τέτοιων λύσεων, και συγκεκριμένα δημοσιευμένα αποτελέσματα. Τέλος, στο κεφάλαιο 3 περιγράφονται εμβαπτίσεις μεμβρα- νών σε σφαιρικές υποπολλαπλότητες, όπως αυτές υπεισέρχονται στη θεωρία των χορδών. Εκτός της κατασκευής των συγκεκριμένων εμβαπτίσεων, παρουσιάζεται και η σχέση τους με συστήματα της φυσικής της συμπυκνωμένης ύλης, χρησιμοποιώντας το ισχυρό πλαίσιο της αντιστοιχίας AdS/CFT.
Open Access
Μελέτη της φωτοηλεκτροχημικής παραγωγής υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας με υβριδικές ανόργανες- οργανικές διατάξεις
(2013-04-17) Αντωνιάδου, Μαρία; Λιανός, Παναγιώτης; Λιανός, Παναγιώτης; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Κονταρίδης, Δημήτριος; Βερύκιος, Ξενοφών; Σταθάτος, Ηλίας; Κορδούλης, Χρήστος; Νεοφυτίδης, Στυλιανός; Antoniadou, Maria
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετάται η φωτοηλεκτροχημική παραγωγή υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας με υβριδικές ανόργανες/οργανικές διατάξεις. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και υδρογόνου, με φωτοαποικοδόμηση οργανικών αποβλήτων σε μία φωτοηλεκτροχημική (ΦΗΧ) κυψελίδα είναι μία ελκυστική διεργασία με διπλό περιβαλλοντικό όφελος: Τα απόβλητα καταναλώνονται και η ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται σε χρήσιμες μορφές ενέργειας, όπως η ηλεκτρική και το υδρογόνο. Οι κύριες συνιστώσες ενός φωτοηλεκτροχημικού κελιού είναι: (α) το ηλεκτρόδιο ανόδου, το οποίο φέρει τον φωτοκαταλύτη και ονομάζεται «φωτοάνοδος». Όταν ο φωτοκαταλύτης είναι ένας n-τύπου ημιαγωγός, η φωτοάνοδος παράγει ηλεκτρόνια, δηλαδή είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο και εκεί πραγματοποιούνται οι αντιδράσεις οξείδωσης, (β) το ηλεκτρόδιο καθόδου, το οποίο φέρει τον ηλεκτροκαταλύτη, δηλαδή ένα υλικό το οποίο διευκολύνει την μεταφορά ηλεκτρονίων από την κάθοδο στην υγρή φάση. Αντιδράσεις αναγωγής πραγματοποιούνται στην κάθοδο, όπως για παράδειγμα, αναγωγή των ιόντων υδρογόνου σε μοριακό υδρογόνο, (γ) ο ηλεκτρολύτης, που προστίθεται προκειμένου να αυξηθεί η αγωγιμότητα και να ρυθμιστεί το pH του διαλύματος. Τα φωτόνια που προσπίπτουν στην κυψελίδα απορροφώνται από την φωτοάνοδο, δημιουργώντας ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών. Οι οπές οξειδώνουν τις προς φωτοαποικοδόμηση ουσίες, απελευθερώνοντας ιόντα υδρογόνου τα οποία διαχέονται στην υγρή φάση. Τα ηλεκτρόνια διοχετεύονται μέσω εξωτερικού κυκλώματος στην κάθοδο, όπου και ανάγουν τα ιόντα υδρογόνου. Η παραγωγή υδρογόνου συνοδεύεται από τη ροή ηλεκτρονίων, δηλαδή ηλεκτρικό ρεύμα, στο εξωτερικό κύκλωμα. Το μοριακό υδρογόνο σχηματίζεται υπό αναερόβιες συνθήκες ενώ παρουσία οξυγόνου, οδηγείται στο σχηματισμό νερού. Η νανοκρυσταλλική τιτάνια (TiO2¬), είναι ένας από τους καταλληλότερους φωτοκαταλύτες που χρησιμοποιούνται για την ετερογενή φωτοκαταλυτική αποικοδόμηση ρύπων. Ωστόσο το TiO2 αν και είναι ένας ικανός φωτοκαταλύτης με κατάλληλο ενεργειακό χάσμα, βαρύνεται με το μειονέκτημα της απορρόφησης μόνο υπεριώδους ακτινοβολίας και έτσι στην παρούσα μελέτη έχουν γίνει προσπάθειες φωτοευαισθητοποίησής του με ημιαγωγούς μικρότερου ενεργειακού χάσματος που απορροφούν στο ορατό τμήμα της ακτινοβολίας (π.χ. CdS). Η ορατή ακτινοβολία απορροφάται από τον φωτοευαισθητοποιητή, ο οποίος διεγείρεται και εφόσον το ενεργειακό επίπεδο του διεγερμένου ηλεκτρονίου είναι ηλεκτραρνητικότερο από τη στάθμη αγωγιμότητας του TiO2, μεταπηδά στο TiO¬2 και συμμετέχει στην φωτοηλεκτροχημική διαδικασία. Η οπή που διαχωρίζεται από το διεγερμένο ηλεκτρόνιο, παραμένει στον φωτοευαισθητοποιητή και συμμετέχει σε αντιδράσεις οξείδωσης. Η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα της καθόδου, παίζει εξίσου σπουδαίο ρόλο όπως και η απόδοση της ανόδου. Η κυψελίδα μπορεί να λειτουργήσει ακόμα και με ένα μεταλλικό σύρμα για κάθοδο. Όμως η απόδοση γίνεται κατά πολύ μεγαλύτερη όταν η κάθοδος έχει μεγάλη ενεργό επιφάνεια, πράγμα που αντανακλάται άμεσα στον συντελεστή πληρότητας (fill factor) της κυψελίδας. Βέλτιστη απόδοση της φωτοηλεκτροχημικής κυψελίδας έχει επιτευχθεί με τη χρήση ηλεκτροδίου Carbon Cloth εμπλουτισμένου με νανοσωματίδια Pt (0.5mg Pt/cm2). Η φωτοηλεκτροχημική διαδικασία παρουσία φωτοκαταλύτη απαιτεί τη δημιουργία φορέων φορτίου, συγκεκριμένα ιόντων, η συγκέντρωση των οποίων επηρεάζει την ιοντική αγωγιμότητα. Για την έκλυση μοριακού υδρογόνου είναι απαραίτητη η παραγωγή ιόντων υδρογόνου μέσω της αντίδρασης οξείδωσης. Επομένως χημικές ουσίες που απελευθερώνουν ιόντα υδρογόνου κατά τη φωτοκαταλυτική οξείδωση έχουν δώσει τη μεγαλύτερη παραγωγή υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας. Το υψηλό pH του ηλεκτρολύτη εκτός από την αύξηση της αγωγιμότητας είναι επίσης απαραίτητο για την φωτοαποικοδόμηση οργανικών ρύπων. Όταν η φωτοηλεκτροχημική διεργασία, πραγματοποιείται σε αλκαλικό περιβάλλον, οι μεγάλες συγκεντρώσεις ΟΗ- εξασφαλίζουν τη δέσμευση των φωτοπαραγόμενων οπών και τον επιτυχή διαχωρισμό τους από τα ηλεκτρόνια. Κυριότερες κατηγορίες αυτών των «θυσιαζόμενων» ενώσεων είναι οι αλκοόλες, τα σάκχαρα, οι πολυόλες και από τη δική μας μελέτη προκύπτει ότι συγκεκριμένα αιθανόλη και γλυκερόλη είναι οι πιο αποδοτικοί οργανικοί «ρύποι».
Open Access
Υπολογιστική επίλυση προβλημάτων μαγνητορευστοδυναμικής και θερμικής ροής υγρών μετάλλων εντός αγωγών
(2013-07-09) Μπακάλης, Παντελεήμων; Χατζηκωνσταντίνου, Παύλος; Χατζηκωνσταντίνου, Παύλος; Περδίος, Ευστάθιος; Ντούσκος, Χρήστος; Μάργαρης, Διονύσιος; Σιακαβέλλας, Νικόλαος; Λουκόπουλος, Βασίλειος; Βαφέας, Παναγιώτης; Bakalis, Panteleimon
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτέλεσε η ανάπτυξη μιας ακριβούς υπολογιστικής μεθοδολογίας για τη μελέτη της μαγνητοϋδροδυναμικής και θερμικής ροής ενός ηλεκτρικώς αγώγιμου ρευστού υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, για μεγάλο φάσμα τιμών των παραμέτρων της ροής. Η μελέτη της διαμόρφωσης της μαγνητορευστοδυναμικής και θερμικής ροής των ηλεκτρικώς αγώγιμων ρευστών, όπως είναι τα υγρά μέταλλα, υπό την επίδραση της εφαρμογής ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, είναι ιδιαίτερα σημαντική για την εκτίμηση της μείωσης της αξονικής βαθμίδας της πίεσης, του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και άλλων φυσικών ποσοτήτων, σε μια σειρά προβλημάτων όπως είναι η σταθεροποίηση και ο περιορισμός του πλάσματος, η ψύξη των αντιδραστήρων σύντηξης με υγρά μέταλλα, η χύτευση μετάλλων με ηλεκτρομαγνητικά μέσα, η χρήση ηλεκτρομαγνητικών αντλιών για υγρά μέταλλα, στη γεωλογία, για τη μελέτη του εσωτερικού της Γης, και στην αστροφυσική όπου μελετώνται μεταξύ άλλων αστέρες, νεφελώματα και σχετικιστικά τζετ. Η ροή θεωρείται ασυμπίεστη και στρωτή, ενώ μελετάται για τις περιπτώσεις της πλήρως ανεπτυγμένης και της αναπτυσσόμενης ροή στην περιοχή μεταξύ δύο ομοαξονικών ευθύγραμμων ή καμπύλων αγωγών κυκλικής διατομής, υπό την επίδραση ισχυρού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Τα τοιχώματα των αγωγών είναι ηλεκτρικώς μονωμένα και ανάλογα με το πρόβλημα βρίσκονται σε διαφορετικές σταθερές θερμοκρασίες ή σε διαφορετικές ροές θερμότητας. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως το μαγνητικό πεδίο έχει πολύ σημαντική επίδραση στην κατανομή της ταχύτητας και στην πτώση πίεσης, ενώ η επίδραση του στη μετάδοση θερμότητας στην περίπτωση των υγρών μετάλλων είναι μηδαμινή.
Open Access
Υπολογιστική προσομοίωση νανοδομικών μαγνητικών υλικών
(2013-10-11) Μαργάρης, Γεώργιος; Βελγάκης, Μιχαήλ; Τροχίδου, Καλλιόπη; Βελγάκης, Μιχαήλ; Πολίτης, Κωνσταντίνος; Τροχίδου, Καλλιόπη; Γαλλόπουλος, Ευστράτιος; Πουλόπουλος, Παναγιώτης; Λυμπεράτος, Ανδρέας; Χρηστίδης, Χρήστος; Margaris, Georgios
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Τα μαγνητικά νανοσωματίδια συνήθως σχηματίζουν συλλογές, είτε με τυχαία είτε με διατεταγμένη δομή, που παρουσιάζουν νέες μαγνητικές ιδιότητες, διαφοροποιημένες σε σχέση με αυτές των συμπαγών μαγνητικών υλικών. Οι ιδιότητες των συστημάτων μαγνητικών νανοσωματιδίων έχουν αποτελέσει αντικείμενο εκτεταμένης πειραματικής και θεωρητικής έρευνας για πολλά χρόνια και έχουν δείξει τις δυνατότητες των τεχνολογικών εφαρμογών τους. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν διάφορα μεσοσκοπικά μοντέλα συλλογών μαγνητικών νανοσωματιδίων. Νέοι υπολογιστικοί κώδικες αναπτύχτηκαν που χρησιμοποιούν τον αλγόριθμο Metropolis Monte Carlo για την μελέτη της μαγνητικής συμπεριφοράς των συλλογών των νανοσωματιδίων. Πρώτα μελετάμε το ρόλο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των νανοσωματιδίων και της μορφολογία στην μαγνητική συμπεριφορά των πυκνών συλλογών των νανοσωματιδίων σιδήρου (Fe) με συγκεντρώσεις πολύ πάνω από το κατώφλι διήθησης. Στα μοντέλα μας κάθε απλό νανοσωματίδιο απεικονίζεται από ένα τρισδιάστατο κλασικό μοναδιαίο διάνυσμα σπιν. Οι προσομοιώσεις μας έδειξαν ότι ο ισχυρός ανταγωνισμός μεταξύ της ενέργειας ανισοτροπίας και της ενέργειας ανταλλαγής σε μη-ομοιόμορφες πυκνές συλλογές έχει σαν αποτέλεσμα τον ασαφή καθορισμό των ζεύξεων των μαγνητικών ροπών των νανοσωματιδίων και δημιουργεί οροπέδια (plateau) και απότομα βήματα (steps), τα οποία υποδηλώνουν μια ξαφνική, συλλογική αναστροφή των σπιν για χαμηλής και ενδιάμεσής ισχύος διπολικές δυνάμεις. Η σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων μας και των πειραματικών αποτελεσμάτων για τις πυκνές συλλογές νανοσωματιδίων Fe επιβεβαιώνει το σπουδαίο ρόλο των περιοχών με διαφορετικές συγκεντρώσεις, που έχουν σαν αποτέλεσμα το σχηματισμό συσσωματωμάτων διαφορετικών μεγεθών, και δείχνει ότι η μαγνητική συμπεριφορά καθορίζεται από την μορφολογία του συστήματος. Ακολούθως μελετάμε την ταυτόχρονη συνεισφορά μεταξύ των εγγενών ιδιοτήτων και των συλλογικών φαινομένων. Πρώτα θεωρούμε την επιφανειακή συνεισφορά κάθε μαγνητικού νανοσωματιδίου της συλλογής. Παράγονται αναλυτικές εκφράσεις για τη μαγνήτιση για ασθενείς διπολικές αλληλεπιδράσεις σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Η μελέτη μας βασίζεται στην θερμοδυναμική θεωρία διαταραχών για το ισοδύναμο μοντέλο του ενός σπιν ανά σωμάτιο όπου ένα νανοσωματίδιο αναπαρίσταται από την μακροσκοπική μαγνητική ροπή του, λαμβάνοντας υπόψη τα επιφανειακά φαινόμενα κάθε νανοσωματιδίου. Οι προσεγγιστικές αναλυτικές εκφράσεις για την μαγνήτιση συγκρίνονται με προσομοιώσεις Monte Carlo και καθορίζεται το εύρος της ισχύος τους. Οι υπολογισμοί μας δείχνουν ότι η μαγνήτιση επηρεάζεται από την ανισοτροπία των νανοσωματιδίων και το σχήμα της συλλογής και ότι, σε όλες τις περιπτώσεις, το αποτέλεσμα του όρου δεύτερης τάξης της διπολικής αλληλεπίδρασης στη θεωρία διαταραχών είναι η μείωση της μαγνήτισης. Κατόπιν, παρουσιάζουμε μια νέα προσέγγιση για την προσομοίωση των μαγνητικών ιδιοτήτων μεγάλων συλλογών σύνθετων μαγνητικών νανοσωματιδίων με μορφολογία σιδηρομαγνητικού πυρήνα/αντισιδηρομαγνητικού φλοιού. Οι προσομοιώσεις με τη μέθοδο Monte Carlo των συλλογών μαγνητικών νανοσωματιδίων με σύνθετη μορφολογία πυρήνα/φλοιού αναπαράγει τις τάσεις που παρατηρούνται πειραματικά για τα φαινόμενα διεπαφής αλλά και για τα φαινόμενα που οφείλονται στις αλληλεπιδράσεις. Η μεσοσκοπική μέθοδος βασίζεται στη μείωση του αριθμού των αναπαριστώμενων σπιν στον ελάχιστο αριθμό που είναι απαραίτητος για να περιγράψει την μαγνητική δομή των νανοσωματιδίων εισάγοντας τον επαρκή αριθμό των παραμέτρων ανταλλαγής μεταξύ των διαφορετικών σπιν. Για τέσσερα σωματίδια σιδηρομαγνητικού πυρήνα/αντισιδηρομαγνητικού φλοιού, οι τάσεις του μεσοσκοπικού μοντέλου είναι συνεπείς με τις πλήρεις Monte-Carlo προσομοιώσεις. Επιπλέον τα πλεονεκτήματα της προσέγγισης αποδεικνύεται με την προσομοίωση μεγάλων συλλογών νανοσωματιδίων Co/CoO που αναπαράγει ικανοποιητικά τα πειραματικά αποτελέσματα σε αυτό το σύστημα.
Open Access
Μελέτη περιοδικών και ασυμπτωτικών λύσεων στο περιορισμένο πρόβλημα των τεσσάρων σωμάτων
(2013-10-11) Μπαλταγιάννης, Αγαμέμνων; Παπαδάκης, Κωνσταντίνος; Βουγιατζής, Γεώργιος; Καλαντώνης, Βασίλειος; Μαυραγάνης, Αναστάσιος; Ντούσκος, Χρήστος; Παπαδάκης, Κωνσταντίνος; Περδίος, Ευστάθιος; Ράγγος, Όμηρος; Baltagiannis, Agamemnon
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Στην παρούσα διατριβή ασχολούμαστε με την μελέτη περιοδικών και ασυμπτωτικών λύσεων στο περιορισμένο πρόβλημα των τεσσάρων σωμάτων. Πιο συγκεκριμένα: Στο κεφάλαιο 1 περιγράφουμε το πρόβλημα των τριών και των τεσσάρων σωμάτων, κάνοντας μια ιστορική αναδρομή και παραθέτουμε τις αρχικές εξισώσεις της κίνησης. Στο κεφάλαιο 2 μελετάμε αριθμητικά το περιορισμένο πρόβλημα των τεσσάρων σωμάτων, στην Lagrangian διαμόρφωση. Υπολογίζουμε τα σημεία ισορροπίας, καθώς και τις επιτρεπτές περιοχές κίνησης του τέταρτου σώματος. Στο κεφάλαιο 3 μελετάμε την ευστάθεια των σημείων ισορροπίας. Επίσης υπολογίζουμε και παρουσιάζουμε τις περιοχές έλξης, για το δυναμικό σύστημα των τεσσάρων σωμάτων. Στο κεφάλαιο 4 μελετάμε οικογένειες απλών συμμετρικών και μη συμμετρικών περιοδικών τροχιών του περιορισμένου προβλήματος των τεσσάρων σωμάτων. Υπολογίζουμε για κάθε περίπτωση τιμών των μαζών, σειρές κρίσιμων περιοδικών τροχιών κάθε οικογένειας ξεχωριστά. Τέλος στο κεφάλαιο 5 μελετάμε αριθμητικά οικογένειες απλών ασύμμετρων περιοδικών τροχιών στο περιορισμένο πρόβλημα των τεσσάρων σωμάτων, έχοντας θέσει ως πρωτεύοντα σώματα τους ΄Ηλιο - Δία και έναν Τρωικό Αστεροειδή και θεωρώντας ως τέταρτο αμελητέας μάζας σώμα ένα διαστημόπλοιο. Τα πρωτεύοντα σώματα υπακούουν στην ευσταθή Lagrangian τριγωνική διαμόρφωση. Μελετήσαμε επίσης αναλυτικά και αριθμητικά τις λύσεις στην περιοχή των ευσταθών σημείων ισορροπίας του συστήματος, βρήκαmε οικογένειες περιοδικών λύσεων και μελετήσαμε την γραμμική ευστάθεια τους. Τα αποτελέσματα των κεφαλαίων 2,3,4 και 5 έχουν δημοσιευτεί σε τρία διεθνή περιοδικά και ένα κομμάτι του κεφαλαίου 5 παρουσιάστηκε σε διεθνές συνέδριο (με συγγραφείς τους Μπαλταγιάννη Α. και Παπαδάκη Κ.). Πιο συγκεκριμένα η μελέτη των κεφαλαίων 2 και 3 έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό “International Journal of Bifurcation and Chaos, 21, 2011, pp. 2179-2193” με τον τίτλο: “Equilibrium Points and their stability in the restricted four-body problem”. Τα αποτελέσματα του κεφαλαίου 4 δημοσιεύτηκαν mε τον τίτλο: “Families of periodic orbits in the restricted four-body problem” στο περιοδικό “Astrophysics and Space Science, 336, 2011, pp. 357-367”. Επίσης το κεφάλαιο 5 υπό τον τίτλο “Periodic solutions in the Sun - Jupiter - Trojan Asteroid - Spacecraft system”, δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ”Planetary and Space Science, 75, 2013, pp. 148-157”. Το διεθνές συνέδριο στο οποίο παρουσιάστηκε τμήμα του κεφαλαίου 5 ήταν το : “10th Hellenic Astronomical Conference, Proceedings of the conference held at Ioannina, Greece, 5-8 September 2011, pp. 23-24” και η εργασία είχε τίτλο: “Families of periodic orbits in the Sun - Jupiter - Trojan Asteroid system”. Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε με την οικονομική υποστήριξη του ερευνητικού προγράμματος του Πανεπιστημίου Πατρών: Κ. Καραθεοδωρή.