Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Open Access Τριβοτρονικός σχεδιασμός ελατηρίου συμπίεσης σε κινητήρες εσωτερικής καύσης υπό σπηλαίωση(2024-07-03) Χρήστου, Ιφιγένεια; Christou, IfigeniaΗ παρούσα εργασία έχει θέμα το τριβολογικό υπόβαθρο των ελατηρίων συμπίεσης σε κινητήρες εσωτερικής καύσης υπό την επίδραση του φαινομένου της σπηλαίωσης. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά αναλύεται η έννοια των Μηχανών Εσωτερικής Καύσης (ΜΕΚ), αναφέροντας τη σύνθεσή τους και επιμένοντας περισσότερο στη λειτουργία των ελατηρίων. Έπειτα, γίνεται ανάλυση του φαινομένου της σπηλαίωσης και πώς αυτή επηρεάζει τους κινητήρες. Ακόμη, παρατίθενται οι διαφορικές εξισώσεις Swift - Stieber, τις οποίες χρησιμοποιούμε για το υπολογιστικό μας μοντέλο. Στη συνέχεια, αναλύεται η μέθοδος των Πεπερασμένων Διαφορών που χρησιμοποιήθηκε για τη λύση του προβλήματός μας και δημιουργείται το πλέγμα που θα χρησιμοποιήσουμε. Υπολογίζονται, επίσης, οι μέγιστες πιέσεις του ελατηρίου συμπίεσης μέσω MATLAB για διάφορες γωνίες του στροφαλοφόρου άξονα και γίνεται η προσομοίωση του προβλήματος στον υπολογιστικό χώρο του SIMULINK χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις της μέσης αποτελεσματικής πίεσης τριβής Fmep και της μέγιστης πίεσης Pmax συναρτήσει των στροφών n. Στόχος αυτής της μελέτης είναι η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων σχετικά με τη συμπεριφορά ενός ελατηρίου συμπίεσης υπό την επίδραση της σπηλαίωσης, προκειμένου να επιτευχθεί η βελτιστοποίηση της λειτουργίας των μηχανών εσωτερικής καύσης.Item Open Access Stock price prediction using machine learning and NLP techniques(2024-07-10) Καρπούζης, Σπυρίδων; Karpouzis, SpyridonThis thesis investigates the application of Deep Learning and Natural Language Processing (NLP) techniques in predicting the stock prices of the Magnificent Seven stocks, namely Apple (AAPL), Microsoft (MSFT), Amazon (AMZN), Alphabet (GOOGL), Meta Platforms (META), Tesla (TSLA), and Nvidia (NVDA). The primary objectives are to demonstrate the superior performance of deep learning methods, particularly a novel architecture combining Generative Adversarial Networks (GAN) with NLP, over traditional approaches, to evaluate the impact of incorporating NLP data on prediction accuracy and to address the implications for the Efficient Market Hypothesis (EMH), which posits that stock prices fully reflect all available information. A quantitative methodology was employed, utilizing stock price data sourced from Yahoo Finance. The study finds that models based on Long Short-Term Memory (LSTM) networks and GANs, when integrated with NLP data from tweets, outperform traditional methods such as the AutoRegressive Integrated Moving Average (ARIMA). However, the performance of these models varies according to the specific stock and its volatility, suggesting that different models may be optimal under different conditions. These results highlight the potential benefits of advanced deep learning models, particularly those augmented with NLP, in enhancing the accuracy of stock price prediction. Moreover, the findings contradict the EMH by demonstrating that our models achieved statistically significant improvements in prediction accuracy. The findings contribute to the growing body of knowledge on the application of AI and Machine Learning in financial markets and suggest directions for future research.Item Open Access Decision support workflow for repair with additive manufacturing : a case study in DED process(2024-07-09) Πορευόπουλος, Νικόλαος; Porevopoulos, NikolaosAdvanced manufacturing processes are transforming both the design and the production of parts. Metal Additive Manufacturing (AM) is one of the revolutionary processes, providing unprecedented design freedom coupled with the capability for reasonable priced low volume productions of metal components. AMs versatility has attracted various industrial sectors are, with one of them being the repair and manufacturing industry. AM when coupled with conventional subtractive manufacturing processes, can enable the repair of a damaged part by filling the damaged area using additive processes and then finishing it by subtractive methods. However, there are few guidelines and metrics that quantitatively dictate if the best approach is to repair or remanufacture a part. To address this, this thesis delves into a decision support workflow aiming to provide a systematic approach for the feasibility study of a repair operation on a damaged part using Additive Manufacturing with the help of conventional process, based on a detailed analysis of metrics like design constraints, sustainability considerations, and techno-economic metrics. The implementation is done through a software in order to assist with the calculation of the techno-economical model but mainly with gathering all of the required information in a single point. The decision support workflow is verified through a case study involving the repair of shafts used in marine vessels. These shafts are made from stainless steel AISI 316L, but additional analysis was done with titanium Ti-6Al-4V considered as an alternative material. The repair process is conducted using a wire laser-based DED system (DED-LB/M) on a Hybrid Manufacturing robotic cell. The study identifies process and machine-related limitations and demonstrates the impact of part size and material selection on key performance indicators (KPIs). This case study results is creating a robust decision support tool that enhances the efficiency and sustainability of repair processes in additive manufacturing, providing valuable insights for both industry practitioners and researchers.Item Open Access Πρόβλεψη δυναμικών χαρακτηριστικών κυλινδρικών εδράνων ολίσθησης με αξονικές αυλακώσεις, με τη χρήση νευρωνικών δικτύων(2024-07-09) Κοντούλη, Χριστίνα; Kontouli, ChristinaΤα έδρανα ολίσθησης αποτελούν ένα από τα πιο σημαντικά και ευρέως χρησιμοποιούμενα στοιχεία μηχανής, συνεπώς η μελέτη τους καθίσταται αναγκαία. Προκειμένου να γίνει πρόβλεψη της συμπεριφοράς του εδράνου κατά τη λειτουργία του αλλά και σε περιπτώσεις που παρουσιάζονται εξωτερικές διεγέρσεις (αζυγοσταθμία) ή μεταβολές (αύξηση ιξώδους, ταχύτητας περιστροφής) είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός τόσο των στατικών όσο και των δυναμικών χαρακτηριστικών του εδράνου. Πιο συγκεκριμένα, θα γίνει ο προσδιορισμός των δυναμικών συντελεστών απόσβεσης και δυσκαμψίας, οι οποίοι αποτελούν καθοριστικά χαρακτηριστικά που περιγράφουν τη λειτουργία του εδράνου. Ο υπολογισμός των συντελεστών μπορεί να υλοποιηθεί με τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης και συγκεκριμένα με την εφαρμογή Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων (ΤΝΔ), δηλαδή υπολογιστικών μοντέλων που οι αρχές λειτουργίας τους βασίζονται στους βιολογικούς νευρώνες. Όπως ο ανθρώπινος εγκέφαλος, έτσι και το ΤΝΔ εκπαιδεύεται από γνωστά δείγματα εισόδου-εξόδου, εξελίσσεται και εν συνεχεία γενικεύει τα δεδομένα δίνοντας κάθε φορά μια έξοδο σε αντίστοιχα νέα δεδομένα εισόδου, σε στιγμιαίο χρόνο. Στην παρούσα εργασία, στόχος είναι ο προσδιορισμός των δυναμικών συντελεστών απόσβεσης και δυσκαμψίας και μετέπειτα η χρήση αυτών για τη μελέτη της ταλάντωσης περιστρεφόμενου άξονα. Αρχικά θα δημιουργηθούν δείγματα εισόδου-εξόδου τα οποία λαμβάνονται από τη βιβλιογραφία και έχουν προσδιοριστεί με υπολογιστικές μεθόδους για ένα συγκεκριμένο εύρος του αριθμού Sommerfeld και για έδρανα με δύο και τέσσερις αξονικές αυλακώσεις. Στη συνέχεια, θα μελετηθούν διαφορετικές αρχιτεκτονικές δικτύων για κάθε περίπτωση, καθώς στην πρώτη περίπτωση ως έξοδοι ορίζονται οι συντελεστές απόσβεσης και στην δεύτερη οι συντελεστές δυσκαμψίας ενώ είσοδοι αποτελούν ο λόγος μήκους-διαμέτρου του εδράνου και ο αδιάστατος αριθμός Sommerfeld. Επιπλέον, αφού ολοκληρωθεί η εκπαίδευση των ΤΝΔ γίνεται σύγκριση μεταξύ των τιμών των δυναμικών συντελεστών που προέκυψαν κατά την έξοδο των νευρωνικών δικτύων και αυτών που δίνονται από τη βιβλιογραφία προκειμένου να ελεγχθούν τα δίκτυα ως προς την αξιοπιστία. Τέλος, ακολουθεί μια εφαρμογή στην οποία εξετάζεται η συμπεριφορά ενός ρότορα Jeffcott που εδράζεται σε έδρανα ολίσθησης και δέχεται εξωτερική διέγερση λόγω αζυγοσταθμίας. Παρουσιάζονται οι αποκρίσεις της ταλάντωσης του συστήματος κατά την οριζόντια και κατακόρυφη διεύθυνση καθώς μεταβάλλεται η ταχύτητα περιστροφής και η δύναμη αζυγοσταθμίας, ενώ συγκρίνονται και τα δύο είδη εδράνων που μελετήθηκαν.Item Open Access Development of a Python tool for graph based representation of multiple texts(2024-07-10) Ασημακόπουλος, Διονύσιος; Asimakopoulos, DionysiosIn this thesis, we present the construction of a Python code, a tool for representing an entire corpus of documents as a single graph, as proposed by Giarelis et al. (2020). This model enables the representation and operation of a wide variety of graph-based algorithms in fields such as natural language processing, along with a bibliographical study of the graph theory used and the evolution of the field from earlier techniques of information retrieval (IR) to the graph approaches prevalent today. Our tool introduces a novel approach, describing and creating a single graph that incorporates all the documents from a given set. This capability allows operations on the entire set with functionalities that were previously unattainable due to limitations in earlier approaches, such as the lack of metrics between different documents and the absence of a structural framework to analyze words, sentences, and documents as a cohesive unit. It is implemented in Python 3.9 and utilizes other libraries such as NetworkX (Hagberg, Swart & Chult, 2008), offering flexibility in creating the appropriate graph-of-docs. Chapter 2 presents the theoretical background of graph theory and state-of-the-art approaches, while Chapter 3 demonstrates use cases, providing an explanation of the code as an implementation of the graph-of-docs representation model. Finally, chapter 4 concludes our work and proposes future directions.Item Open Access Διερεύνηση και παρουσίαση της εφοδιαστικής αλυσίδας παραγωγής υγρών βιοκαυσίμων στην Ελλάδα(2024-07-10) Σφήκας, Πέτρος; Sfikas, PetrosΟι επενδύσεις στα βιοκαύσιμα, ως βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις για τα ορυκτά καύσιμα, έχουν αποκτήσει δυναμική την τελευταία δεκαετία λόγω των παγκόσμιων περιβαλλοντικών και υγειονομικών ανησυχιών σχετικά με την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων. Ως εκ τούτου, η αποτελεσματική διαχείριση των συστατικών της αλυσίδας εφοδιασμού βιοκαυσίμων (Biofuel Supply Chain), συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής πρώτων υλών βιομάζας, της εφοδιαστικής βιομάζας, της παραγωγής βιοκαυσίμων στα βιοδιυλιστήρια και της διανομής βιοκαυσίμων στους καταναλωτές, είναι ζωτικής σημασίας για τη μετάβαση προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα και κυκλική οικονομία. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τις βασικές έννοιες της βιοενέργειας και της βιομάζας, εξετάζει τις παρούσες πηγές βιομάζας σε παγκόσμιο και ελλαδικό επίπεδο, τις τρέχουσες τεχνολογικές εφαρμογές και το επίπεδο υιοθέτησης στην ενεργειακή παραγωγή. Στη συνέχεια αναλύεται ο κλάδος των υγρών βιοκαυσίμων στην Ελλάδα και αποκαλύπτεται ένα αναδυόμενο αλλά δυναμικά εξελισσόμενο τοπίο, που χαρακτηρίζεται από αυξανόμενες επενδύσεις σε τεχνολογία, υποδομές και ρυθμιστικά πλαίσια. Η ανάπτυξη του τομέα των βιοκαυσίμων αναμένεται να έχει βαθιές επιπτώσεις στον ενεργειακό τομέα της Ελλάδας. Μειώνοντας την εξάρτηση από τα εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα, τα βιοκαύσιμα συμβάλλουν στη μεγαλύτερη ενεργειακή ασφάλεια και σταθερότητα. Τα περιβαλλοντικά οφέλη είναι εξίσου σημαντικά, καθώς τα βιοκαύσιμα εκπέμπουν λιγότερα αέρια θερμοκηπίου σε σύγκριση με τα συμβατικά ορυκτά καύσιμα, βοηθώντας την Ελλάδα να πετύχει τους στόχους εκπομπών της ΕΕ. Παράλληλα, αναλύονται οι προοπτικές της αλυσίδας εφοδιασμού βιοκαυσίμων (BSC), εστιάζοντας σε πιθανές βελτιώσεις, καινοτομίες και προσδοκίες ανάπτυξης στην ελληνική ενέργεια. Η διαμόρφωση μιας βιώσιμης εφοδιαστικής αλυσίδας βιομάζας - βιοκαυσίμου αποτελεί σημαντική πρόκληση, εκκινώντας από την επιλογή του τύπου των ενεργειακών φυτών/πρώτης ύλης και των εκτάσεων καλλιέργειάς τους, της συλλογής, αποθήκευσης και μεταφοράς της βιομάζας, την επιλογή των τεχνολογιών και του μεγέθους κατασκευής μονάδων επεξεργασίας και μετατροπής σε ενδιάμεσα προϊόντα και βιοκαύσιμα.Item Open Access Ενεργειακές κοινότητες στην Ελλάδα και στην Ευρώπη(2024-07-10) Κυριακόπουλος, Άγγελος; Kyriakopoulos, AngelosΗ ραγδαία εξέλιξη της οικοκλιματικής κρίσης έχει δημιουργήσει μείζον ενεργειακό ζήτημα, το οποίο επιδεινώνεται συνεχώς και περισσότερο. Η ενεργειακή κρίση επιδεινώθηκε ακόμα περισσότερο από τις πολεμικές, τις πολιτικές, τις οικονομικές και τις κοινωνικές κρίσεις της σύγχρονης εποχής εξαιτίας κομβικών σημείων της ιστορίας, όπως οι πόλεμοι στην Ουκρανία και την Παλαιστίνη. Η επιδείνωση της ενεργειακής κρίσης κάνει ακόμα πιο αναγκαίο τον εκδημοκρατισμό της ενέργειας και την καταπολέμηση ή ακόμα και την εξάλειψη της «Ενεργειακής Φτώχειας», η οποία κάνει ιδιαίτερα επιτακτική τη δημιουργία σχετικών δράσεων. Οι Ενεργειακές Κοινότητες (Εν.Κοιν.) και η χρήση των ΑΠΕ για την παραγωγή ενέργεια μπορούν να αποτελέσουν τα εργαλεία εκείνα, που θα οδηγήσουν στον εκδημοκρατισμό της ενέργειας, αλλά και της διαχείρισής της. Η σύσταση και η διοίκηση των Εν.Kοιν. γίνεται από πολίτες, οι οποίοι έχουν ισάξια δικαιώματα ανεξαρτήτως μεριδίου, γεγονός, που εξασφαλίζει την ισονομία της κοινότητας. Σκοπός των Εν.Κοιν. είναι η ωφέλεια των μελών, χωρίς αυτό να κάνει αυτοσκοπό τους το κέρδος, αλλά την πρόσβαση στην ενέργεια και τη διαχείρισή της ως κοινωνικό αγαθό με στόχο την εξάλειψή ή έστω τη μείωση της «Ενεργειακής Φτώχειας. Η παρούσα εργασία απευθύνθηκε στα μέλη των Εν.Κοιν. προκειμένου να διερευνηθεί ο τρόπος λειτουργίας τους, τα κίνητρα, αλλά και ο τρόπος λειτουργίας τους, σύμφωνα με τις απαντήσεις των ερωτηματολογίων.Item Open Access Πειραματική μελέτη αντίδρασης στη φωτιά μονωτικών υλικών καλωδίων με τη μέθοδο θερμιδομετρίας κώνου(2024-07-05) Λευκάτης, Αντρέας; Lefkatis, AndreasΗ παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την αντίδραση στη φωτιά των μονωτικών υλικών καλωδίων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο θερμιδόμετρου κώνου και τα πρότυπα ISO-5660 και EN 45545-2. Σκοπός της μελέτης είναι η αποτύπωση των ιδιοτήτων των υλικών σε περίπτωση φωτιάς και η κατηγοριοποίησή τους βάσει των σχετικών προτύπων πυρασφάλειας. Η έρευνα περιλαμβάνει εκτενή βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με την πυροπροστασία, τη θεωρία της καύσης των στερεών υλικών και τον ρόλο των μονωτικών υλικών σε πυρκαγιές. Μέσα από τη μελέτη αυτή, αναλύονται οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την καύση των υλικών, όπως ο ρυθμός έκλυσης θερμότητας, ο χρόνος ανάφλεξης, η παραγωγή καπνού και μονοξειδίου του άνθρακα. Τα αποτελέσματα της μελέτης αποσκοπούν στην κατανόηση της συμπεριφοράς των μονωτικών υλικών καλωδίων κατά την καύση και στη λήψη μέτρων για την αύξηση της ασφάλειας. Τα ευρήματα της έρευνας παρέχουν χρήσιμες πληροφορίες για την επιλογή ασφαλέστερων μονωτικών υλικών, καθώς και για τη βελτίωση των υπαρχόντων προτύπων πυροπροστασίας. Η κατανόηση της θερμικής αποικοδόμησης και της παραγωγής πτητικών προϊόντων είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική καταπολέμηση των πυρκαγιών που περιλαμβάνουν μονωτικά υλικά καλωδίων.Item Open Access Διάδοση ήχου υψηλής έντασης(2024-07-05) Σιταράς, Βασίλειος; Sitaras, VasileiosΗ διάδοση του ήχου από ηχητικές πηγές υψηλής έντασης όπως τα μαχητικά αεροσκάφη, τα υπερηχητικά αεροσκάφη και οι ισχυρές εκρήξεις, εμφανίζει κάποια ιδιαιτερότητα. Εξαιτίας της σφοδρότητας των ακουστικών σημάτων που προέχονται από τέτοιου είδους πηγές, τα μοντέλα της γραμμικής ακουστικής αδυνατούν να περιγράψουν το φαινόμενο της διάδοσής τους. Αυτό που παρατηρείται στην διάδοσή τους είναι φαινόμενα μη γραμμικότητας, γεγονός που μεταφράζεται σε στρέβλωση της κυματομορφής και στη δημιουργία σοκ μετά από κάποια συγκεκριμένη απόσταση. Έτσι στην παρούσα διπλωματική εργασία θα παρουσιάσουμε έναν αλγόριθμο δύο πεδίων (χρόνου και συχνοτήτων), ο οποίος περιγράφει την διάδοση επίπεδων ακουστικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα η οποία για τις ανάγκες της εργασίας θεωρείται ομογενές θερμοϊξώδες μέσο με κύριους μηχανισμούς απορρόφησης τη μοριακή χαλάρωση του οξυγόνου και του αζώτου. Τα φαινόμενα της μη γραμμικότητας και της ατμοσφαιρικής απορρόφησης (θερμοϊξώδες και μοριακή χαλάρωση) περιγράφονται από μια ειδική μορφή της εξίσωσης Burgers. Σε κάθε βήμα της διάδοσης η εξίσωση λύνεται τμηματικά ως εξής: τα φαινόμενα της μη γραμμικής διάδοσης και της θερμοϊξώδους διάχυσης της ατμόσφαιρας στο πεδίο του χρόνου και της μοριακής χαλάρωσης της ατμόσφαιρας (των μορίων οξυγόνου και αζώτου) στο πεδίο των συχνοτήτων. Ο αλγόριθμος αυτός εφαρμόζεται σε αρχικά ημιτονοειδή σήματα. Καταρχάς γίνεται έλεγχος της ακρίβειας του αλγορίθμου μόνο για φαινόμενα μη γραμμικότητας, συγκρίνοντας ένα ημιτονοειδές σήμα με διάφορες αναλυτικές λύσεις σε διάφορες αποστάσεις από την πηγή (πριν και μετά τον σχηματισμό σοκ). Έπειτα γίνεται και έλεγχος της ακρίβειας του συντελεστή απορρόφησης που χρησιμοποιούμε στον αλγόριθμό μας συγκρίνοντάς τον με συντελεστή από πίνακες του προτύπου ANSI SI.26-1995. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αποτελέσματα: (ι) για την επίδραση των χαρακτηριστικών του αρχικού σήματος στη διάδοσή του στην ατμόσφαιρα και (ιι) για την επίδραση των ατμοσφαιρικών συνθηκών στη διάδοση του κύματος. Σήματα με υψηλή αρχική πίεση και μικρή συχνότητα παρουσιάζουν αυξημένη θορυβότητα κατά τη διάδοσή τους στην ατμόσφαιρα (δηλαδή μεγάλες τιμές ακουστικής πίεσης και μικρούς χρόνους ανύψωσης από την μηδενική στη μέγιστη τιμή της πίεσης). Ένα ακουστικό σήμα χαμηλής συχνότητας παρουσιάζει αυξημένη θορυβότητα όταν διαδίδεται υπό συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών και υψηλών σχετικών υγρασιών. Ένα ακουστικό σήμα υψηλής συχνότητας παρουσιάζει αυξημένη θορυβότητα όταν διαδίδεται υπό συνθήκες χαμηλών θερμοκρασιών και χαμηλών σχετικών υγρασιών.Item Open Access Χρήση νευρωνικών δικτύων για επίλυση βασικών προβλημάτων ρευστοδυναμικής ροής(2024-07-05) Τσιστράκης, Εμμανουήλ; Tsistrakis, EmmanouilΗ αριθμητική επίλυση των μερικών διαφορικών εξισώσεων (PDEs) παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανόηση και την πρόβλεψη φυσικών φαινομένων σε διάφορα παιδία, όπως τη δυναμική των ρευστών και τη μετάδοση θερμότητας. Τα τελευταία χρόνια, έχει προταθεί η χρήση Νευρωνικών Δικτύων ως μέσο επίλυσης τέτοιων εξισώσεων και πρόσφατες έρευνες τα αναδεικνύουν ως μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που παρουσιάζονται κατά την εφαρμογή κλασσικών αριθμητικών μεθόδων επίλυσης. Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στο πρόβλημα ροής ενός ρευστού πάνω από κοιλότητα σχήματος τετραγώνου, ένα κλασσικό σενάριο όπου ένα ρευστό περικλείεται μέσα σε ένα τετράγωνο δοχείο και η κίνηση του καθοδηγείται από ένα από τα όρια του δοχείου. Η μελέτη αυτή ξεκινάει με μια σύντομη εισαγωγή στη θεωρητική βάση των απλών Νευρωνικών Δικτύων και αργότερα των Δικτύων τύπου PINN, καταδεικνύοντας την ικανότητα τους να ενσωματώνουν τις διαφορικές εξισώσεις και τους φυσικούς περιορισμούς του προβλήματος. Στη συνέχεια εξετάζεται η ικανότητα του μοντέλου που κατασκευάστηκε για την επίλυση των διαφορικών εξισώσεων του προβλήματος, μέσω μιας σειράς πειραμάτων και ανάλυσης αποτελεσμάτων στα οποία το δίκτυο εκπαιδεύτηκε. Συνοψίζοντας, αυτή η εργασία παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του τρόπου λειτουργίας και της εφαρμογής των νευρωνικών δικτύων για την επίλυση προβλημάτων ροής ενώ ταυτόχρονα ανοίγει πόρτες για εξερεύνηση των PINN σε πιο σύνθετα σενάρια ροής ρευστών.Item Open Access Υπολογιστική προσομοίωση ροϊκού πεδίου αέρα από στόμια κλιματισμού με γρίλλιες διαφόρων διαμορφώσεων : επίδραση μοντέλου τύρβης και θερμοκρασίας για συνθήκες ψύξης και θέρμανσης(2024-07-05) Παπαγιαννόπουλος, Διονύσιος; Papagiannopoulos, DionysiosΣτην παρούσα διπλωματική εργασία, στόχος είναι η μελέτη ροής αέρα από γρίλλιες μέσα σε έναδωμάτιο συγκεκριμένων διαστάσεων, ώστε να υπολογιστούν και να αξιολογηθούν ταχαρακτηριστικά μεγέθη τους. Αυτά σχετίζονται με την κατανομή της ταχύτητας, την ανύψωση, την πτώση, το βεληνεκές, την διάχυση και την πτώση πίεσης της δέσμης αέρα. Το ανώτατο όριοτης ροής αέρα καθορίστηκε με βάση τη μέγιστη κρίσιμη ταχύτητα που εξέρχεται από τη γρίλλια(Vc = 10 m⁄s). Η περιοχή ενδιαφέροντος είναι εκείνη όπου κάποιος κάθεται με συνθήκες άνεσης, η οποία στην παρούσα μελέτη ορίστηκε αυτή με ταχύτητα αέρα V = 0.5 m⁄s. Τα μοντέλα τύρβηςπου χρησιμοποιήθηκαν για την πρόβλεψη της περιοχής είναι το Realizable k-ε, το k-omega και τοSpalart Allmaras. Εκτός των άλλων, παρουσιάζονται τα μοντέλα τύρβης, οι μέθοδοιδιακριτοποίησης και ο αλγόριθμος επίλυσης των εξισώσεων. Οι διαφορές θερμοκρασίας για την θέρμανση και την ψύξη είναι ΔT = +5 °C και ΔT = −5 °C αντίστοιχα. Δοκιμάστηκαν καισυγκρίθηκαν γρίλλιες με διαφορετικά είδη σχεδιασμού και χρήσης. Οι προς μελέτη γρίλλιεςσχεδιάστηκαν στο SOLIDWORKS ενώ η υπολογιστική έρευνα και η οπτικοποίηση τωναποτελεσμάτων έγινε με το ANSYS Fluent. Για την επαλήθευση της ακρίβειας τωνπροσομοιώσεων της υπολογιστική ρευστοδυναμικής (CFD), εκνονήθηκε και αντίστοιχο πείραμααπό συνάδελφο, το οποίο δεν συμπεριλαμβάνεται σε αυτή τη μελέτη.Item Open Access Correlation study of the main design parameters of air-vehicles with the generated noise(2024-07-05) Δημητρίου, Χρήστος; Dimirtiou, ChristosIn the modern aviation industry, the noise produced during the operation of a new aircraft or helicopter is considered an important factor in its design. In recent years, the strictness and requirement for compliance with international environmental regulations has increased, resulting in a greater emphasis on reducing the noise produced, but also on the comfort of passengers. We will analyze key aircraft design features to determine their effect on noise levels. This study uses data from aircraft in operation today to draw conclusions and mathematical formulas to guide the development of an initial design model incorporating aircraft noise considerations. Our research includes all types of civil aircraft, including both jets and helicopters. The findings of this research revealed a strong relationship between the noise produced by an aircraft and its fundamental design characteristics, including takeoff weight, engine thrust, fuselage, wing and tail dimensions, and size of engines, of landing gear and propellers for both helicopters and helicopters. In addition, an analysis was performed to determine the effect of these variables on noise sensitivity, identifying the most influential factors in each category and confirming the primary sources of noise for an aircraft. The major achievement of this work lies in the development of a design algorithm suitable for a range of aircraft and helicopter models. This algorithm allows the design of a new aircraft with an emphasis on achieving a specific noise level for the take off. This algorithm demonstrates significant efficiency and has the potential to assist the manufacturer in determining the initial, basic dimensions of the new aircraft. The algorithm provides results for a limited number of geometric features in some classes, but for civil jet aircraft, which must comply with stricter environmental regulations and become quieter, the algorithm efficiently extracts all dimensions of key parameters (fuselage, wing, caudal).Item Open Access Σχεδιασμός τριβομέτρου τύπου δίσκου-στυλίσκου σε συνθήκες κενού(2024-07-04) Χασάπη, Χρυσούλα; Chasapi, ChrysoulaΤα τριβόμετρα αποτελούν εξειδικευμένα εργαλεία για τη μελέτη των φαινομένων τριβής, φθοράς και λίπανσης και το τριβόμετρο τύπου δίσκου-στυλίσκου είναι ένα από τα πιο διαδεδομένα είδη λόγω της απλότητας και της αποτελεσματικότητάς του στην αναπαραγωγή των συνθηκών τριβής. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην επαφή ενός περιστρεφόμενου δίσκου με έναν στυλίσκο που εφαρμόζει σταθερή δύναμη πάνω του. Ειδικότερα, το τριβόμετρο δίσκου-στυλίσκου σε συνθήκες κενού επιτρέπει τη μελέτη της τριβής και της φθοράς υλικών υπό ακραίες συνθήκες πίεσης, που προσομοιώνουν το περιβάλλον του διαστήματος ή άλλων εφαρμογών όπου η παρουσία αέρα μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα. Η ανάλυση και ο σχεδιασμός ενός τριβομέτρου δίσκου-στυλίσκου για συνθήκες κενού απαιτεί εξειδικευμένη προσέγγιση, λαμβάνοντας υπόψη τις μοναδικές προκλήσεις που παρουσιάζει το κενό, όπως η διαχείριση των θερμοκρασιακών μεταβολών και η εξασφάλιση της ακεραιότητας των σφραγίσεων. Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται σε αυτές τις προκλήσεις, προσφέροντας μια ολοκληρωμένη προσέγγιση για την ανάπτυξη ενός λειτουργικού τριβομέτρου κενού. Στο πλαίσιο αυτό, εξετάζεται εκτενώς κάθε στάδιο της διαδικασίας σχεδιασμού, από τον προσδιορισμό των λειτουργιών και των τεχνικών προδιαγραφών μέχρι την ανάπτυξη κάθε συστήματος και υποσυστήματος της διάταξης στο σχεδιαστικό πρόγραμμα CATIA V5. Σε αυτό το στάδιο, κάθε τεχνική λεπτομέρεια και διαδικασία κατασκευής αναλύονται λεπτομερώς, επιδιώκοντας τη μέγιστη ακρίβεια και απόδοση του τριβομέτρου, με στόχο τη μετουσίωση των σχεδιαστικών αρχών σε ένα πραγματικό, φυσικό τριβόμετρο. Τέλος, η παρούσα εργασία περιλαμβάνει τον έλεγχο δομικής ακεραιότητας του θαλάμου κενού, κάνοντας χρήση του λογισμικού Ansys Mechanical, όσο και αναλυτικών υπολογισμών.Item Open Access Καθορισμός βέλτιστου μίγματος εργαζομένων με διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας σε δραστηριότητες έργου(2024-07-10) Τσούπρα, Σοφία; Tsoupra, SofiaΗ κατανομή των ανθρώπινων πόρων σε δραστηριότητες έργου και ο χρονοπρογραμματισμός των εργασιών αυτών αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους πυλώνες κοινωνικής και οικονομικής ευημερίας για μια επιχείρηση στη σύγχρονη πραγματικότητα. Για αυτό το λόγο κρίνονται αναγκαίες οι μέθοδοι βελτιστοποίησης, προκειμένου να μειωθεί το λειτουργικό κόστος του οργανισμού, να αξιοποιηθεί όλο το διαθέσιμο προσωπικό και να ελαχιστοποιηθεί όσο το δυνατόν ο χρόνος αδράνειας των εργαζομένων. Βέβαια αυτή η κατηγορία των προβλημάτων επειδή είναι αρκετά πολύπλοκα και απαιτούν αρκετό χρόνο επίλυσης μελετώνται υπό το πρίσμα των εξελικτικών αλγορίθμων και πιο συγκεκριμένα των γενετικών. Οι τελευταίοι, που αποτελούν την πιο διαδεδομένη μορφή εξελικτικών αλγορίθμων, μιμούνται τις βασικές αρχές της Εξελικτικής Θεωρίας (μέσα από τη χρήση κατάλληλου λογισμικού) και παρέχουν βέλτιστες λύσεις σε καθημερινά προβλήματα κατανομής εργατικών πόρων σε έργα σε εύλογο χρονικό διάστημα και με αρκετά μεγάλη ευελιξία εφαρμογής. Αυτό προσπαθήσαμε να προσεγγίσουμε στο πλαίσιο της Διπλωματικής εργασίας εφαρμόζοντας τους εξελικτικούς αλγορίθμους για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών κατασκευής ενός μεταλλικού κτιρίου με τη χρήση του λογισμικού ExtendSim v8. Στην ουσία, ασχοληθήκαμε με τη μοντελοποίηση του υπό μελέτη συστήματος προκειμένου να εφαρμοστεί η εξελικτική βελτιστοποίηση για τον καθορισμό του βέλτιστου μίγματος χρόνων δυο ειδών εργατών οι οποίοι έχουν διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας στις δραστηριότητες του έργου με τελικό σκοπό την ελαχιστοποίηση του κόστους εργασίας ανέγερσης της μεταλλικής κατασκευής.Item Open Access Design and physical-based simulation analysis of NH3 distribution systems for vessels(2024-07-04) Κωστούρος, Ευθύμιος; Kostouros, EfthymiosBecause of the global environmental crisis that the planet is experiencing today, there is a global trend to turn to alternative energy sources that do not harm the environment, as humanity has done so far. Following the European Union’s mandatory limits on harmful emissions in maritime, the transition from conventional to alternative fuels is seen as the most promising route to achieving greenhouse gas reductions. In this context, this diploma thesis investigates the integration of ammonia (NH3) as an alternative marine fuel. Detailed descriptions of ammonia distribution systems outline the complexities of fuel storage at high pressures and controlled temperatures, followed by efficient delivery to main engines through sophisticated pumping and heating mechanisms. Simulation and modeling aspects using Simscape are meticulously detailed, addressing assumptions, simulation domains, and selection criteria for modeling components like storage tanks, pipelines, pumps, and heat exchangers. The thesis delves into a comprehensive analysis phase, leveraging sensor data to monitor critical variables across the distribution network. Insights from pressure, temperature, and flow rate readings inform optimizations in system design, highlighting strategies for minimizing energy losses, enhancing thermal efficiency, and ensuring operational safety. In conclusion, this research contributes significant findings to the field of maritime fuel systems, demonstrating the efficacy of ammonia as a sustainable alternative amidst evolving regulatory landscapes. Recommendations for future research and development focus on scaling up technology adoption, refining simulation methodologies, and advancing infrastructure requirements to support the widespread implementation of ammonia-based marine fuels.Item Open Access Μοντέλα τριβής σε τεχνητή άρθρωση γόνατος(2024-07-04) Πετρακόπουλος, Γεώργιος; Petrakopoulos, GeorgiosΣτην παρούσα εργασία αναλύεται ο τρόπος με τον οποίο αναπτύσσεται ένα μοντέλο τριβής μικτής λίπανσης σε μια τεχνητή άρθρωση ανθρώπινου γόνατος με δημιουργία κώδικα. Από το πρώτο μισό του 20ου αιώνα, η επιστήμη έκανε λόγω για τεχνητές αρθρώσεις. Πολλές πειραματικές και υπολογιστικές μελέτες έχουν από τότε διενεργηθεί με σκοπό την αύξηση της διάρκειας ζωής τους. Οι τεχνητές αρθρώσεις χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου η φυσική άρθρωση αστοχεί είτε λόγω τραυματισμού είτε λόγω ασθένειας. Επειδή η αιτία καταστροφής των τεχνητών αρθρώσεων είναι η τριβή που οδηγεί στη φθορά και επειδή οι πειραματικές διατάξεις για τον υπολογισμό των μεγεθών αυτών είναι ιδιαίτερα δαπανηρές, η ανάπτυξη ενός υπολογιστικού μοντέλου για τον υπολογισμό της τριβής θεωρήθηκε σημαντική. Αρχικά, μελετήθηκαν οι αρχές που διέπουν το πρόβλημα. Μεταξύ των δύο επιφανειών της άρθρωσης παρεμβάλλεται το αρθρικό υγρό και αναπτύσσεται καθεστώς λίπανσης. Χρησιμοποιήθηκε η θεωρία των εδράνων και η εξίσωση του Reynolds για υδροδυναμική λίπανση. Για μεγαλύτερη ακρίβεια, χρησιμοποιήθηκαν οι εξισώσεις των Patir & Cheng με τους παράγοντες ροής όπου λαμβάνουν υπόψιν την τραχύτητα στην υδροδυναμική λίπανση. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η επίδραση των τραχυτήτων στο μοντέλο με χρήση της θεωρίας των Greenwood & Tripp για τις περιοχές όπου υπάρχει επαφή καθώς η λίπανση είναι μικτή. Δεδομένα, για την κινηματική, τις κατανομές φορτίου και ταχυτήτων με το χρόνο, στατιστικά μεγέθη τραχυτήτων, ιξώδους, γεωμετρίας και μέτρου ελαστικότητας εισήχθησαν από επίσημες πηγές και από πρότυπα ISO. Η γεωμετρία του λιπαντικού προσομοιάστηκε με γεωμετρία ελλειψοειδούς ένσφαιρου εδράνου σε κάθε κόνδυλο. Όλες οι εξισώσεις αδιαστατοποιήθηκαν και έπειτα διακριτοποιήθηκαν με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών αφού δημιουργήθηκε πλέγμα. Η υπολογιστική διαδικασία παρατίθεται αναλυτικά και παρουσιάζεται διάγραμμα ροής. Έπειτα έγιναν προσομοιώσεις για τις κατανομές των πιέσεων και της τριβής σε περιβάλλον MATLAB για διάφορα μέτρα ελαστικότητας του UHMWPE και διάφορες τιμές ιξώδους του αρθρικού υγρού και παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα σε μορφή διαγραμμάτων. Βρέθηκε ότι η αύξηση του μέτρου ελαστικότητας έχει ως αποτέλεσμα μικρή αύξηση στην κατανομή πίεσης και μικρή μείωση στο συντελεστή τριβής ενώ η μεταβολή του ιξώδους δεν επηρεάζει σημαντικά το συντελεστή τριβής. Επιπλέον, σχεδόν ολόκληρο το φορτίο παραλαμβάνεται από τις τραχύτητες παρά από την υδροδυναμική ροή. Τέλος, σχολιάστηκαν τα αποτελέσματα και παρατέθηκε η βιβλιογραφία.Item Open Access Μελέτη μηχανισμών χημικής κινητικής για ψυχρό πλάσμα ατμοσφαιρικής πίεσης(2024-07-04) Αγγελής, Γεώργιος; Angelis, GeorgiosΗ παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην μελέτη της χημικής κινητικής ψυχρού πλάσματος και βασίζεται σε δύο προσεγγιστικές προσομοιώσεις μοντέλων ψυχρού πλάσματος σε ατμοσφαιρική πίεση. Αρχικά, αναλύονται ορισμένα θεωρητικά στοιχεία με κύριους πυλώνες τους εξής, τι είναι πλάσμα, σε ποιες κατηγορίες ανάγεται, ποιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του και ποιες είναι οι τεχνολογικές εφαρμογές του. Εν συνεχεία, εξηγείται το μοντέλο προσομοίωσης του πλάσματος, που στην δική μας περίπτωση είναι μονοδιάστατο και αφορά σφαίρες φορτίου. Έπειτα υλοποιείται το προαναφερθέν μοντέλο μέσω της γλώσσας προγραμματισμού Matlab βασισμένο σε δύο διαφορετικές προσεγγίσεις. Τέλος, παρατίθενται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα (διαγράμματα) που προέκυψαν από την υλοποίηση των δύο μοντέλων, εστιάζοντας στο πού συγκλίνουν και πού αποκλίνουν.Item Open Access Πλατφόρμα συστάσεων για μουσικά έργα(2024-07-04) Τσούνης, Γεώργιος; Tsounis, GeorgiosΣτην εποχή μας, όπου οι υπηρεσίες γίνονται ολοένα πιο ανταγωνιστικές, ο σχεδιασμός ολοκληρωμένων πληροφοριακών συστημάτων που εκμεταλλεύονται τα υπάρχοντα τεχνολογικά επιτεύγματα και ανταποκρίνονται στις ανάγκες εκείνων για τους οποίους προορίζονται, απoτελεί ένα πεδίο όπου δραστηριοποιείται πληθώρα μηχανικών. Στην παρούσα εργασία, επιτελείται αρχικά μια βιβλιογραφική ανασκόπηση πάνω σε διαφορετικούς τύπους συστημάτων που άπτονται στην κατηγορία των πληροφοριακών συστημάτων, και έπειτα, παρουσιάζεται μια πρόταση σχεδιασμού ενός πληροφοριακού συστήματος το οποίο αναπτύχθηκε βάση της βιβλιογραφίας. Το πρώτο τμήμα της βιβλιογραφικής ανασκόπησης αναφέρεται στα συστήματα συστάσεων. Γίνεται μια παρουσίαση των βασικών εννοιών που σχετίζονται με αυτόν τον τύπο συστημάτων , του πλαισίου στο οποίο εφαρμόζεται η χρήση τους, και των βασικών κατηγοριών των αλγορίθμων που χρησιμοποιούνται. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται οι οικογένειες αλγορίθμων συλλογικού φιλτραρίσματος(Collaborative Filtering), φιλτραρίσματος βάση περιεχομένου(Content Based Filtering), και διάφοροι συμπληρωματικοί αλγόριθμοι. Περιγράφονται επίσης οι υβριδικές υλοποιήσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται κατά κόρον. Στο δεύτερο τμήμα της ανασκόπησης παρουσιάζονται συστήματα ανάλυσης και κατηγοριοποίησης μουσικών έργων. Γίνεται αναφορά στις μορφές ψηφιακής αναπαράστασης του ήχου, και στη συμβολή της μηχανικής μάθησης στην ανάπτυξη αλγορίθμων ικανών να εξάγουν χαρακτηριστικά από ηχογραφήματα και να τα κατηγοριοποιήσουν. Επίσης, μελετάται η περίπτωση ενός συστήματος συστάσεων που κατηγοριοποιεί μουσικά έργα με την χρήση νευρωνικού δικτύου. Στο τρίτο και τελευταίο τμήμα της ανασκόπησης, γίνεται παρουσίαση κάποιων υπαρκτών ψηφιακών εργαλείων υποβοήθησης της διαδικασίας της εκμάθησης μουσικής, όπου δίνεται βάρος στο πως χρησιμεύουν αυτά στον μουσικό ώστε να αναπτύξει τις ικανότητες του. Το πληροφοριακό σύστημα που σχεδιάστηκε για τους σκοπούς της παρούσας εργασίας, αποτελεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα υποβοήθησης εκμάθησης μουσικής, προοριζόμενο για χρήση από αυτοδίδακτους μουσικούς, με άξονα την ευελιξία και το χαμηλό κόστος συντήρησης και ανάπτυξης. Το σύστημα έχει την δυνατότητα να προτείνει εξατομικευμένα στον μουσικό έργα και ασκήσεις, και να του παρέχει εργαλεία που θα τον βοηθάνε να τα μελετάει.Item Open Access Μοντελοποίηση πιεζοηλεκτρικής διάταξης με εξωτερικό κύκλωμα συνδυασμένης εμπέδησης για ημιενεργό αποσβεστήρα συντονισμένης μάζας(2024-07-04) Γαλαζούλας, Χρήστος; Galazoulas, ChristosΑυτή η εργασία αναλύει τη διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη δημιουργία μοντέλων προσομοίωσης του πιεζοηλεκτρικού ενεργοποιητή APA-1500L από την Cedrat Technologies. Η πρόοδος στον τομέα των ηλεκτρονικών συστημάτων, αλλά και η ανάγκη για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, φέρουν στο προσκήνιο προσπάθειες για ανάκτηση ενέργειας από πολλές πιθανές πηγές. Μία πηγή με μεγάλο περιθώριο αξιοποίησης είναι οι κραδασμοί σε δυναμικά συστήματα. Μέσω μιας πιεζοηλεκτρικής συσκευής, είναι δυνατόν να επιτευχθεί απόσβεση κραδασμών σε συστήματα σε συνδυασμό με ανάκτηση ενέργειας, η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί στη λειτουργία δευτερευόντων συστημάτων. Ο στόχος είναι να μοντελοποιηθεί μια πιεζοηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται σε ένα ημι-ενεργό σύστημα απόσβεσης κραδασμών. Το σύστημα έχει παρουσιάσει σημαντικές δυνατότητες στη μείωση των δονήσεων από πολλαπλές δομικές μορφές στο εύρος χαμηλών συχνοτήτων χρησιμοποιώντας μια μικρή βοηθητική μάζα. Τα αρχικά αναλυτικά μοντέλα θα συγκριθούν με σύνθετα τρισδιάστατα μοντέλα τα οποία βελτιώνουν τις προβλέψεις των αναλυτικών. Το εύρος της εργασίας είναι ο λεπτομερής σχεδιασμός της συσκευής σε δισδιάστατο και τρισδιάστατο χώρο, να αξιολογηθούν οι δυνατές μέθοδοι διακριτοποίησης σε κάθε περίπτωση και να ενσωματωθούν οι ηλεκτρομηχανικές ιδιότητες των πιεζοηλεκτρικών στοιχείων στη συσκευή. Δισδιάστατα μοντέλα δημιουργούνται χρησιμοποιώντας τα λογισμικά Abaqus και MATLAB. Τα μοντέλα χρησιμοποιώντας στοιχεία πλαισίου και δικτυώματος συγκρίνονται σε στατικές και δυναμικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας ένα ή περισσότερα στοιχεία. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών με πολλά στοιχεία επιτυγχάνεται σύγκλιση διακριτοποίησης καθορίζοντας έτσι τον αριθμό των στοιχείων που είναι απαραίτητα για να έχουμε ικανοποιητικά αποτελέσματα. Τα δισδιάστατα μοντέλα ήταν επιτυχή στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς της πραγματικής συσκευής στο φάσμα συχνοτήτων της πρώτης ιδιοσυχνότητας της συσκευής. Τρισδιάστατα μοντέλα προετοιμάστηκαν στο Abaqus και χρειάστηκαν λεπτομερή μελέτη της γεωμετρίας της συσκευής και πολλές συγκρίσεις διακριτοποίησης πριν καταλήξουμε στην βέλτιστη τεχνική. Τα αποτελέσματα βελτιώθηκαν σε σύγκριση με τα δισδιάστατα μοντέλα προβλέποντας μια δεύτερη συχνότητα συντονισμού όπως μετρήθηκε στην πειραματική εκστρατεία. Για αυτούς τους λόγους η ηλεκτρομηχανική ενσωμάτωση εξετάζεται χρησιμοποιώντας αυτά τα μοντέλα. Προκειμένου να αποκτηθούν οι πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες του υλικού για χρήση ως είσοδο για το μοντέλο, πραγματοποιούνται πειραματικές μετρήσεις στη συσκευή και οι καταστατικές εξισώσεις για το μονό πιεζοηλεκτρικό στρώμα μετατρέπονται για να εκφραστούν οι εξισώσεις κίνησης των στοιβάδων πολλαπλών στρώσεων. Για πιο ρεαλιστική προσομοίωση, η συστοιχία της συσκευής μοντελοποιείται ως πολλαπλά πιεζοηλεκτρικά στρώματα συνδεδεμένα ηλεκτρικά παράλληλα χρησιμοποιώντας κατάλληλους περιορισμούς εξισώσεων. Τα αποτελέσματα με τους κατάλληλους διορθωτικούς συντελεστές που χρησιμοποιούνται στις πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες είναι ικανοποιητικά με τη συσκευή να δείχνει συμπεριφορά πολύ κοντά στις μηχανικές και ηλεκτρικές πειραματικές μετρήσεις.Το αποτέλεσμα είναι ο σχεδιασμός και η επαλήθευση ενός μοντέλου για την ειδική πιεζοηλεκτρική συσκευή η οποία με γεωμετρικές βελτιστοποιήσεις είναι ικανή να χρησιμοποιηθεί σε μοντέλα με σύνθετες δομές για την πρόβλεψη των ικανοτήτων ελέγχου δονήσεων της συσκευής.Item Open Access Πρόβλεψη τριβής σε μηχανές εσωτερικής καύσης υδρογόνου με τη χρήση μοντέλων μηχανικής μάθησης(2024-07-03) Καζάκου, Ιουλία; Kazakou, IouliaΣτη σύγχρονη εποχή, η ενεργειακή κρίση αποτελεί ένα μείζον ζήτημα του πλανήτη που χρήζει άμεσης αντιμετώπισης. Ένας παράγοντας που συντελεί στην κατάσταση αυτή είναι η σχεδόν αποκλειστική χρήση των ορυκτών καυσίμων στην αυτοκίνηση. Στα πλαίσια της ενεργειακής μετάβασης, το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας συγκεντρώνεται γύρω από το υδρογόνο, λόγω των ιδιοτήτων καύσης του. Η αξιοποίηση του υδρογόνου στις Μηχανές Εσωτερικής Καύσης συμβάλλει στην ελάττωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε ποσοστό περίπου 50%. Επιπλέον, η εξέλιξη της Μηχανικής Μάθησης στο πεδίο της Τεχνητής Νοημοσύνης έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας πληθώρας μεθόδων, οι οποίες μπορούν να προβλέψουν τις ανάγκες στην ενέργεια και να συντελέσουν στη βελτιστοποίηση της χρήση της, μειώνοντας την κατανάλωση και το κόστος. Η παρούσα μελέτη εστιάζει σε δυο διαφορετικές μεθόδους Μηχανικής Μάθησης, το Τεχνητό Νευρωνικό Δίκτυο και τη Random Forest. Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα μπορούν να προσαρμόζονται και να γενικεύουν από τα δεδομένα που έχουν εκπαιδευτεί, καθιστώντας τα ικανά να χειριστούν νέες και άγνωστες καταστάσεις με επιτυχία. Η Random Forest είναι μια ανταγωνιστική μέθοδος, η οποία συνδυάζει πολλά δέντρα απόφασης για να βελτιώσει την ακρίβεια των προβλέψεων. Αυτό μειώνει την πιθανότητα υπερπροσαρμογής (overfitting) και οδηγεί σε αξιόπιστα αποτελέσματα. Οι μέθοδοι που αναφέρθηκαν χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη παραμέτρων στο τριβικό ζεύγος πρώτου ελατηρίου συμπίεσης – τοιχώματα κυλίνδρου σε μια ΜΕΚ υδρογόνου. Η εκπαίδευσή τους βασίζεται στους παράγοντες της γωνίας του στροφάλου, της πίεσης των αερίων στο θάλαμο καύσης, της θερμοκρασίας των αερίων, καθώς και της πίεσης που δημιουργούν τα αέρια στην περιοχή πίσω από το ελατήριο, η οποία οφείλεται στη διαφυγή κάποιας ποσότητας αερίων από τον θάλαμο (Blow – by). Οι προβλέψεις των μοντέλων αφορούν το πάχος του λιπαντικού στρώματος και την συνολική αναπτυσσόμενη τριβή. Σκοπός της μελέτης είναι η σύγκριση και ο προσδιορισμός της καταλληλότερης και πιο αξιόπιστης μεθόδου για το τριβολογικό πρόβλημα. Συγκεφαλαιωτικά, η χρήση της ακριβέστερης μεθόδου στο πρόβλημα τριβής που αφορά το ελατήριο συμπίεσης και τα τοιχώματα του κυλίνδρου είναι ζωτικής σημασίας για την εξαγωγή αποτελεσμάτων με ταχύτητα και αξιοπιστία. Αναφορικά με τις ΜΕΚ, εξετάζεται η συμπεριφορά της επικρατούσας μεθόδου και σε άλλα καύσιμα (CNG), ενισχύοντας έτσι την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων.