Institutional Repository of the Technical University of Crete
Not a member yet
19304 research outputs found
Sort by
Development of smart building management system
No full textΔιπλωματική διατριβή για την εκπλήρωση των προϋποθέσεων ολοκλήρωσης των προπτυχιακών σπουδώνSummarization: When it comes to HVAC systems installed in buildings where human beings are present, comfort, ease of use and power consumption are the topics that matter the most. Advances in technological inventions have led to HVAC systems that meet even the most demanding requirements. However, there is always room for more improvements.
One aspect of HVAC systems that has gathered significant attention in recent years, is power consumption and its associated economic impact to the users. As stated by European Union, energy prices have reached all-time highs in 2022 as they were directly affected by the price of gas. New measures to cut down energy bills have been introduced.
One of them, is the obligation for EU countries to reduce consumption by at least 5% during peak hours.
In this work, taking in consideration the needs of the consumers, the energy crisis that EU and the whole world is facing as well as the need to reduce emissions to preserve a better environment for the future generations, we try making the first steps of transitioning from theory to practice aiming to bring a solution to these problems. This research focuses on implementing an algorithm that aims to provide better control and less power consumption, thereby lowering energy bills, to a real-world controller with the aim to create a smart Building Manage ment Systems (BMS).
The development of the BMS involves several steps. It begins with understanding the basic concepts of the algorithm, then finding out how it can be implemented in a real controller.
Next steps involve gathering the appropriate equipment and knowledge background, focusing on specific parts since implementing a fully functional BMS system requires a lot of time, effort and resources. The final steps include conducting tests, gathering results and proposing further improvements.Περίληψη: H μετάβαση από τα παραδοσιακά συστήματα HVAC σε καινοτόμα συστήματα που ενσωματώνουν προηγμένους μηχανισμούς και αλγορίθμους για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, τη μείωση του λειτουργικού κόστους και τη βελτίωση της εμπειρίας των χρηστών είναι μια σύνθετη αλλά απαραίτητη διαδικασία.
Η παρούσα εργασία συνδυάζει μια νέα προσέγγιση στον έλεγχο των συστημάτων HVAC με την έννοια των Συστημάτων Διαχείρισης Κτηρίων (BMS) και στοχεύει στην ανάπτυξη ενός έξυπνου ελεγκτή. Ο έξυπνος αυτός ελεγκτής λαμβάνει υπόψη παραμέτρους που σχετίζονται με τη θερμική συμπεριφορά ενός κτηρίου, τη θερμική ενέργεια που παράγεται από συσκευές και χρήστες, τις τρέχουσες τιμές ενέργειας από τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και τις επιθυμητές θερμοκρασιακές ρυθμίσεις που καθορίζονται από τον διαχειριστή. Εστιάζοντας στη διατήρηση της θερμοκρασίας του χώρου μεταξύ των καθορισμένων ορίων και στη μείωση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας, το σύστημα επιδιώκει τη βέλτιστη διαχείριση της τροφοδοσίας ισχύος στα συστήματα HVAC.
Η μετάβαση από τη θεωρία στην πράξη περιλάμβανε διάφορα απαιτητικά στάδια. Το αρχικό στάδιο αφορούσε την κατανόηση του παρεχόμενου αλγορίθμου. Το δεύτερο στάδιο ήταν η επιλογή του κατάλληλου ελεγκτή και εξοπλισμού ώστε να καλυφθούν όλες οι προϋποθέσεις. Μετά από διεξοδική έρευνα, προτάθηκε ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) με ενσωματωμένο περιβάλλον ανθρώπου-μηχανής (HMI). Αυτή η επιλογή απαίτησε την εκμάθηση του προγραμματισμού και της λειτουργίας αυτών των συσκευών. Αφού αποκτήθηκε η απαραίτητη γνώση, το τελικό στάδιο περιλάμβανε τη δοκιμή του ελεγκτή και τη σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αναμενόμενα δεδομένα
Αλγόριθμοι κατανεμημένης βελτιστοποίησης: Μελέτη απόδοσης και εφαρμογή σε προβλήματα μηχανικής μάθησης
No full textSummarization: Distributed optimization allows a set of agents to collectively solve a global minimization problem, defined as the numerical average of each agent’s local objective function. In this thesis we examine distributed optimization algorithms in the setting where the agents communicate via a network, where each agent can only communicate with its immediate neighbors, and can not share its objective function (and by extension its training data) directly. More specifically, we investigate how these algorithms can be applied to the classical Machine Learning framework of training a parametrized model to predict labels y from input data x. Typically, distributed optimization algorithms over networks have two main steps: the pooling and then averaging of the parameters of each agent’s neighbors via the consensus protocol, and a gradient descent step towards the minimum of the local function of each agent. We also consider algorithms that build on this scheme by incorporating correction terms, acceleration via momentum, dual ascent, and multiple communication rounds per gradient computation. We experimentally evaluate the performance of a number of distributed algorithms for functions of different classes, namely smooth, and strongly convex functions, as well as objectives with constraints.Περίληψη: Οι αλγόριθμοι κατανεμημένης βελτιστοποίησης επιτρέπουν σε ένα σετ από πράκτορες να λύσουν συλλογικά ένα καθολικό πρόβλημα ελαχιστοποίησης, ορισμένο ως τον αριθμητικό μέσο της τοπικής συνάρτησης κάθε πράκτορα. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία εξετάζουμε κατανεμημένους αλγόριθμους βελτιστοποίησης στο πλαίσιο όπου οι πράκτορες επικοινωνούν μέσω ενός δικτύου, όπου κάθε πράκτορας μπορεί να επικοινωνήσει μόνο με τους άμεσους γείτονες του, και δεν μπορεί να μοιραστεί την αντικειμενική συνάρτηση (και κατ’ επέκταση τα δεδομένα εκπαίδευσης) άμεσα. Πιο συγκεκριμένα, ερευνούμε πως αυτοί οι αλγόριθμοι μπορούν να εφαρμοστούν στο κλασσικό πλαίσιο Μηχανικής Μάθησης της εκπαίδευσης ενός παραμετρικού μοντέλου ώστε να προβλέπει ετικέτες y από δεδομένα εισόδου x. Συνήθως, οι κατανεμημένοι αλγόριθμοι βελτιστοποίησης σε δίκτυα αποτελούνται από δύο βήματα: τη συγκέντρωση και υπολογισμό της μέσης τιμής των παραμέτρων των γειτόνων κάθε πράκτορα, και ένα βήμα καθόδου βαθμίδας προς το ελάχιστο της τοπικής συνάρτησης κάθε πράκτορα. Επιπλέον, θεωρούμε αλγορίθμους που χτίζουν πάνω σε αυτό το σχέδιο με την ενσωμάτωση όρων διόρθωσης, επιτάχυνσης μέσω ορμής, διπλής ανάβασης, και πολλαπλών γύρων επικοινωνίας για κάθε υπολογισμό βαθμίδας. Αξιολογούμε πειραματικά την απόδοση ορισμένων κατανεμημένων αλγορίθμων για συναρτήσεις διαφορετικών κλάσεων, συγκεκριμένα ομαλές, και ισχυρά κυρτές συναρτήσεις, καθώς και προβλήματα με περιορισμούς
Dialogue between public space and culture: The case of Chania
No full textΤο παρόν τεύχος εκπονήθηκε στα πλαίσια της ερευνητικής εργασίας για το τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Πολυτεχνείου Κρήτης.Περίληψη: Ο δημόσιος χώρος αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της σύγχρονης πόλης, λειτουργώντας ως χώρος συνάντησης, κοινωνικής αλληλεπίδρασης και πολιτιστικής έκφρασης. Από την αρχαιότητα, αποτελούσε το κυριότερο πεδίο πολιτιστικής δραστηριότητας και το κέντρο της συλλογικής ζωής. Με την πάροδο των χρόνων και την εξέλιξη των πολιτιστικών απαιτήσεων, ο κυρίαρχος πολιτιστικός ρόλος των υπαίθριων δημόσιων χώρων άρχισε να εξασθενεί, καθώς παραχώρησε τη θέση του στην ανάπτυξη κλειστών, εξειδικευμένων πολιτιστικών χώρων. Η στροφή προς τη δημιουργία νέων υποδομών περιόρισε τους υπαίθριους χώρους σε απλό συμπλήρωμα της πόλης καθώς δεν δόθηκε έμφαση στη σύνδεση τους με τα νέα κτίρια. Στη σημερινή εποχή, παρατηρείται ότι μόνο οι υπαίθριοι δημόσιοι χώροι που γειτνιάζουν με πολιτιστικά κτίρια διατηρούν την πολιτιστική τους ταυτότητα, ενώ οι υπόλοιποι παραμένουν αδρανείς. Στα πλαίσια της ανάδειξης της σημασίας της αλληλεπίδρασης πολιτιστικών υποδομών και υπαίθριων δημόσιων χώρων, θα εξεταστούν παραδείγματα όπου αυτή η πολιτιστική ταυτότητα διατηρείται. Η ανάλυση αυτών των πρακτικών αποσκοπεί στην προτροπή μιας συζήτησης σχετικά με την ενίσχυση και ανάκτηση του πολιτιστικού ρόλου των υπαίθριων δημόσιων χώρων στα Χανιά. Μπορεί η πολιτιστική αλληλεπίδραση με τα κτίρια να τους επαναπροσδιορίσει σε πολιτιστικούς πυρήνες; Πως υποστηρίζει ο κατάλληλος σχεδιασμός την μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα τους;Summarization: It is without a doubt that public space is an essential part of the modern city, serving as a meeting place, a space for social interaction and a medium for cultural expression. Since ancient times, it has been the primary setting of cultural activity and the center of collective life. However, over the years, and with the evolution of cultural needs, the once dominant cultural role of public spaces started to decline, giving way to the development of enclosed, specialized cultural venues. The shift towards the creation of new facilities, relegated public spaces to mere complements of the modern city rather than cultural entities, due to the lack of emphasis on their integration with the new buildings. Nowadays, it is observed that only public spaces adjacent to cultural venues retain some degree of cultural identity, while the rest remain inactive. In the context of highlighting the importance of the interaction between buildings and public spaces, this study will examine cases where cultural identity has been preserved. This analysis aims to initiate a discussion on enhancing and reclaiming the cultural role of public spaces in Chania. Can the cultural interaction between buildings and public spaces redefine them as cultural landmarks? How does effective design support their long - term sustainability?Presented on
Cultural routes in the public space of the former AVEA
No full textΗ εργασία αυτή αποτελεί διπλωματική εργασία της Αρχιτεκτονικής σχολή του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων της λήψης του Προπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης.Περίληψη: Σχεδιασμός δημόσιου χώρου και διαμόρφωση στεγών πολιτισμού στο περιβάλλον οικόπεδο των πρώην εγκαταστάσεων ΑΒΕΑ, διατηρώντας τη μνήμη και τη ταυτότητα της περιοχής, κόντρα στα σχέδια τουριστικής εκμετάλλευσης και απάρνησης της ιστορίας
Production and service systems with demand affected by customer satisfaction
No full textΔιατριβή που υπεβλήθη για την μερική ικανοποίηση των απαιτήσεων για την απόκτηση Διδακτορικού ΔιπλώματοςΠερίληψη: Σε αυτή τη διατριβή παρουσιάζονται μαθηματικά μοντέλα που αναπτύχθηκαν για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η ποιότητα του προϊόντος μπορεί να επηρεάσει την κερδοφορία των συστημάτων παραγωγής, όταν οι καταναλωτές βασίζουν τα μελλοντικά μοτίβα ζήτησής τους στην ποιότητα του προϊόντος που έχουν πρόσφατα αγοράσει. Εξετάζουμε συστήματα παραγωγής, που λαμβάνουν παραγγελίες από τακτικούς και περιστασιακούς πελάτες, με τους πρώτους να έχουν υψηλότερο μέσο ρυθμό ζήτησης. Κάθε εξερχόμενο προϊόν υπόκειται σε έλεγχο ποιότητας για να αποφασιστεί εάν θα απορριφθεί ως μη συμμορφούμενο ή θα αποσταλεί σε πελάτη. Στην τελευταία περίπτωση, ο πελάτης που αγοράζει το τελικό προϊόν θα γίνει στη συνέχεια τακτικός ή περιστασιακός πελάτης με συμπληρωματικές πιθανότητες που εξαρτώνται από το επίπεδο ποιότητας του συγκεκριμένου προϊόντος. Μελετήσαμε δίκτυα παραγωγής που παράγουν κατά παραγγελίες (make-to-order), συστήματα ενός σταδίου στα οποία η ικανοποίηση πελατών καθορίζεται από την προηγούμενη κατάσταση των πελατών και συστήματα παραγωγής προς αποθεματοποίηση (make-to-stock) ενός σταδίου. Τα αποτελέσματα των αριθμητικών πειραμάτων, που πραγματοποιήθηκαν με δυναμικό προγραμματισμό, δείχνουν ότι η βέλτιστη πολιτική εξαρτάται από την κατάσταση του συστήματος, είναι πολύπλοκη και έχει αυξημένες υπολογιστικές απαιτήσεις. Στην περίπτωση των δικτύων παραγωγής κατά παραγγελίες, χωρίς μνήμη της προηγούμενης κατάστασης των πελατών, προτείνεται μια απλή ευρετική πολιτική τύπου κατωφλίου. Για την ανάλυση και την βελτιστοποίηση της ευρετικής πολιτικής χρησιμοποιούνται μοντέλα κλειστών δικτύων αναμονής με ελάχιστες υπολογιστικές απαιτήσεις. Τα αριθμητικοί αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η προτεινόμενη ευρετική πολιτική αποδίδει σχεδόν το ίδιο καλά με τη βέλτιστη πολιτική.Summarization: In this dissertation, mathematical models are presented that were developed to understand how product quality can affect the profitability of production systems when consumers base their future demand patterns on the quality of the product they have recently purchased. We examine production systems that receive orders from regular and occasional customers, with the former having a higher average demand rate. Each outgoing product undergoes quality control to decide whether it will be rejected as non-conforming or sent to a customer. In the latter case, the customer who purchases the final product will subsequently become either a regular or occasional customer with complementary probabilities depending on the quality level of the specific product. We studied make-to-order production networks, single-stage systems where customer satisfaction is determined by the previous state of customers, and single-stage make-to-stock production systems. The results of numerical experiments conducted using dynamic programming show that the optimal policy depends on the state of the system, is complex, and has increased computational requirements. In the case of make-to-order production networks without memory of the previous state of customers, a simple threshold heuristic policy is proposed. Closed queuing network models with minimal computational requirements are used for the analysis and optimization of the proposed heuristic policy. Numerical results indicate that the proposed heuristic policy performs almost as well as the optimal policy
Analysis of the dynamics of food prices in the EU countries
No full textΠερίληψη: Η τροφή αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα κομμάτια της καθημερινότητάς μας. Οι συνεχόμενες εξελίξεις σε ευρωπαϊκό και παγκόσμιο επίπεδο καθιστούν, ορισμένες φορές, δύσκολη την κάλυψη των αναγκών σε τροφή, προκαλώντας διακυμάνσεις στις τιμές των τροφίμων και δημιουργώντας σύγχυση στους καταναλωτές και τους παραγωγούς. Η εργασία αυτή αποσκοπεί στην ανάλυση των τιμών των τροφίμων για 6 βασικές κατηγορίες αυτών, καθώς και στην εύρεση των παραμέτρων που τις επηρεάζουν και στην ανάλυσή τους. Τα δεδομένα βρέθηκαν και συλλέχθηκαν από την Eurostat για όλες τις ευρωπαϊκές χώρες (στο σύνολο 27), για το διάστημα από 01-2005 έως 06-2024. Η επεξεργασία και η ανάλυση των δεδομένων θα πραγματοποιηθεί σε περιβάλλον Excel και Matlab.Summarization: Food is one of the most important parts in our everyday life. The continuous changes on a European and global level are, sometimes, creating difficulties in the food supply and security, thus creating fluctuations in the food prices and upsetting both consumers and producers. This assignment aims to analyze the food prices for 6 basic food categories, as well as finding and analyzing the parameters that affect them. The data are found and collected from Eurostat for all of the 27 EU countries, for the period between 01-2005 and 06-2024. The processing and analysis of the data will take place in both Excel and Matlab environment
Ασύρματο σύστημα για πολυαισθητηριακή καταγραφή δεδομένων υφής και απτική αναπαράσταση μέσω δονήσεων σε εικονική πραγματικότητα
No full textSummarization: The sense of touch is a fundamental aspect of human interaction with the environment, providing rich perceptual information about surface textures and material properties. As virtual environments increasingly aim to replicate real-world experiences, haptic feedback systems play a critical role in enhancing immersion. However, realistic texture representation remains a significant challenge, due to the complexity of tactile perception and the multi-dimensional nature of textures. This thesis is focused on developing a wireless system capable of capturing, processing and representing real-world textures, by simulating them through vibrotactile feedback. The system leverages a dual-sensor approach, using a MEMS microphone and a three-axis accelerometer to record synchronized audio and vibrational data during barefingertip user interactions with textures. Data preprocessing techniques, including filtering and denoising, isolate meaningful signal components, while adaptive peak detection identifies consistent interaction regions. Features extracted from the processed signals are mapped to vibration frequency and amplitude to drive a Linear Resonant Actuator (LRA), creating perceptually realistic texture representations. The system supports audio-only, accelerometer-only and fused feedback modes, as well as dynamic hand velocity modulation for enhanced realism. A user evaluation in a custom Unity based virtual environment with Leap Motion integration for hand tracking demonstrated the system’s effectiveness in representing three distinct textures: combs with 1 mm and 2 mm tooth spacing and 180-grit sandpaper. Participants achieved texture identification rates of 80%–90%, with the fusion mode providing the most realistic feedback across all textures. Audio features excelled in representing fine textures, while accelerometer features captured coarser patterns more effectively. Although dedicated feature pairs tailored to individual textures offered marginally improved realism, common feature pairs proved sufficient for most applications, balancing simplicity and performance. The findings highlight the potential of combining audio and vibrational data for multimodal texture representation, while also identifying areas for improvement, such as addressing minor looping artifacts and scaling the feature mapping process. This work provides insights into achieving perceptually meaningful and immersive texture experiences, with applications in virtual reality, telepresence and tactile simulation.Περίληψη: Η αίσθηση της αφής αποτελεί θεμελιώδη πτυχή της ανθρώπινης αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, παρέχοντας λεπτομερείς πληροφορίες για την υφή και τις ιδιότητες των υλικών. Καθώς τα εικονικά περιβάλλοντα στοχεύουν ολοένα και περισσότερο στην αναπαραγωγή εμπειριών του πραγματικού κόσμου, τα συστήματα απτικής ανάδρασης παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ενίσχυση της εμβύθισης. Ωστόσο, η ρεαλιστική αναπαράσταση των υφών αποτελεί μια σημαντική πρόκληση, λόγω της πολυπλοκότητας της απτικής αντίληψης και της πολυδιάστατης φύσης των υφών. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός ασύρματου συστήματος ικανού να καταγράφει, να επεξεργάζεται και να αναπαριστα υφές του πραγματικού κόσμου, προσομοιώνοντάς τις με ανάδραση μέσω δονήσεων. Το σύστημα χρησιμοποιεί δύο αισθητήρες, συνδυάζοντας ένα MEMS μικρόφωνο και ένα επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων για την καταγραφή συγχρονισμένων δεδομένων ήχου και δονήσεων κατά τη διάρκεια αλληλεπιδράσεων χρηστών με υφές μέσω άμεσης επαφής με το δάχτυλο. Τεχνικές προεπεξεργασίας δεδομένων, όπως το φιλτράρισμα και η μείωση θορύβου, απομονώνουν τα σημαντικά στοιχεία των σημάτων, ενώ μέσω προσαρμοστικής ανίχνευσης κορυφών εντοπίζονται σταθερές περιοχές αλληλεπίδρασης. Από τα επεξεργασμένα σήματα εξάγονται χαρακτηριστικά, τα οποία αντιστοιχίζονται σε συχνότητα και πλάτος δόνησης, ενεργοποιώντας έναν Γραμμικό Δονητή Συντονισμού (LRA) και δημιουργώντας ρεαλιστικές αναπαραστάσεις υφών. Το σύστημα υποστηρίζει λειτουργίες ανάδρασης βασισμένες αποκλειστικά στον ήχο, αποκλειστικά στο επιταχυνσιόμετρο ή στον συνδυασμό των δύο, καθώς και δυναμική προσαρμογή της ανάδρασης με βάση την ταχύτητα του χεριού, ενισχύοντας το ρεαλισμό. Μια αξιολόγηση χρηστών σε ένα εξατομικευμένο εικονικό περιβάλλον που αναπτύχθηκε με τη χρήση της πλατφόρμας Unity, με ενσωμάτωση του Leap Motion για την ανίχνευση και παρακολούθηση της κίνησης του χεριού, ανέδειξε την αποτελεσματικότητα του συστήματος στην αναπαράσταση τριών υφών: χτενών με απόσταση δοντιών 1 mm και 2 mm και γυαλόχαρτου 180 grit. Οι συμμετέχοντες πέτυχαν ποσοστά αναγνώρισης υφών της τάξης του 80%–90%, με τη λειτουργία συνδυασμού να προσφέρει την πιο ρεαλιστική ανάδραση για όλες τις υφές. Τα χαρακτηριστικά του ήχου αποδείχθηκαν πιο αποτελεσματικά στην αναπαράσταση υφών με μικρές λεπτομέρειες, όπως το γυαλόχαρτο, ενώ τα χαρακτηριστικά του επιταχυνσιόμετρου αποτύπωσαν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις τραχύτερες επιφάνειες. Παρόλο που τα εξειδικευμένα ζεύγη χαρακτηριστικών, προσαρμοσμένα σε μεμονωμένες υφές, προσέφεραν μια μικρή βελτίωση στον ρεαλισμό, τα κοινά ζεύγη χαρακτηριστικών αποδείχθηκαν επαρκή για τις περισσότερες εφαρμογές, εξασφαλίζοντας μια καλή ισορροπία μεταξύ απλότητας και απόδοσης. Τα ευρήματα αναδεικνύουν την προοπτική του συνδυασμού δεδομένων ήχου και δονήσεων για πολυτροπική αναπαράσταση υφών, ενώ εντοπίζουν σημεία προς βελτίωση, όπως η αντιμετώπιση μικρών επαναληπτικών ανωμαλιών και η ανάπτυξη της διαδικασίας αντιστοίχισης των χαρακτηριστικών. Η εργασία αυτή παρέχει κατευθύνσεις για την επίτευξη ρεαλιστικών εμπειριών υφής, με εφαρμογές στην εικονική πραγματικότητα, την τηλεπαρουσία και την απτική προσομοίωση
Static and dynamic numerical analysis of anchored pile quay walls
No full textΠερίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη της στατικής, ψευδοστατικής και δυναμικής συμπεριφοράς αγκυρωμένων λιμενικών πασσαλότοιχων, οι οποίοι αποτελούν κρίσιμα δομικά στοιχεία λιμενικών έργων, ιδιαίτερα σε σεισμογενείς περιοχές. Η έρευνα αυτή επιχειρεί να αναλύσει τη μηχανική απόκριση των τοίχων αυτών υπό την επίδραση στατικών και σεισμικών δυνάμεων, εφαρμόζοντας προηγμένες αριθμητικές μεθόδους προσομοίωσης, με έμφαση στις περιβαλλοντικές και γεωτεχνικές παραμέτρους που επηρεάζουν την απόδοσή τους. Στο θεωρητικό μέρος, γίνεται ανάλυση της δυναμικής συμπεριφοράς των τοίχων αντιστήριξης, ενώ εξετάζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν την ευστάθειά τους, όπως η γεωμετρία, οι συνθήκες θεμελίωσης, οι εδαφικές ιδιότητες και οι σεισμικές διεγέρσεις. Παρουσιάζονται οι βασικές μέθοδοι ανάλυσης, όπως οι ψευδοστατικές προσεγγίσεις και οι δυναμικές αναλύσεις μέσω της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αριθμητική προσομοίωση.
Η παραμετρική διερεύνηση περιλαμβάνει τη δημιουργία αριθμητικών προσομοιωμάτων χρησιμοποιώντας το λογισμικό PLAXIS 2D, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως γεωτεχνικές εφαρμογές. Τα προσομοιώματα αφορούν τις ακόλουθες περιπτώσεις: (α) τη στατική ανάλυση αγκυρωμένων τοίχων σε χερσαίες συνθήκες, (β) τη ψευδοστατική ανάλυση λιμενικών πασσαλότοιχων, και (γ) τη δυναμική ανάλυση λιμενικών πασσαλότοιχων υπό σεισμική καταπόνηση. Στο πλαίσιο αυτό, εξετάζονται διάφορες γεωμετρικές διατάξεις, επίπεδα σεισμικής διέγερσης και εδαφικές συνθήκες προκειμένου να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα των πασσαλότοιχων σε διαφορετικά σενάρια.
Η μελέτη περιλαμβάνει παραμετρικές αναλύσεις που αποσκοπούν στην αξιολόγηση της συμπεριφοράς των τοίχων υπό διαφορετικές συνθήκες φόρτισης και γεωτεχνικές παραμέτρους. Για τη διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης, εφαρμόζονται δυναμικές διεγέρσεις παλμών Ricker και επιταχυνσιογράφημα από πραγματική καταγραφή. Εξετάζεται η απόδοση διαφορετικών τύπων αγκύρωσης, καθώς και οι επιπτώσεις της αλληλεπίδρασης μεταξύ θεμελίωσης και τοίχων στις μετατοπίσεις και στις αναπτυσσόμενες τάσεις. Στα αποτελέσματα, παρουσιάζονται η εδαφική απόκριση και η καταπόνηση των πασσαλότοιχων. Από τις αναλύσεις επιβεβαιώνεται ότι οι αγκυρωμένοι τοίχοι αποτελούν μία αποτελεσματική λύση αντιστήριξης, ιδιαίτερα υπό σεισμικές συνθήκες. Τα συμπεράσματα της μελέτης καταδεικνύουν ότι οι προτεινόμενες μέθοδοι σχεδιασμού και αριθμητικής προσομοίωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της ασφάλειας λιμενικών έργων σε σεισμογενείς περιοχές. Μελλοντική επέκταση της μελέτης θα μπορούσε να περιλαμβάνει τριδιάστατα προσομοιώματα. Επίσης, σχετικά πειράματα θα βοηθούσαν στην επαλήθευση των αριθμητικών αποτελεσμάτων και την καλύτερη κατανόηση αυτών των σύνθετων προβλημάτων.Summarization: This diploma thesis focuses on the study of the static, pseudostatic, and dynamic behavior of anchored quay walls, which are critical structural components of port infrastructure, especially in seismically active regions. The research aims to analyze the distress of these walls under static and seismic forces, applying advanced numerical methods and simulation models, with emphasis on the environmental and geotechnical parameters affecting their performance. In the theoretical part, the dynamic behavior of retaining walls is analyzed, and the factors influencing their stability, such as geometry, foundation conditions, soil properties, and seismic excitations, are examined. Main analysis methods are presented, including pseudostatic approaches and dynamic analyses using the finite element method, which is usually employed the numerical simulations.
The research methodology involves developing numerical models using PLAXIS 2D software, which is widely used in geotechnical applications. The models represent three cases: (a) static analysis of on-shore anchored walls, (b) pseudostatic analysis of quay walls, and (c) dynamic analysis of quay walls under seismic loading. In this context, various geometrical configurations, seismic excitation levels, and soil conditions are examined to evaluate the effectiveness of quay walls under different scenarios. The study includes parametric analyses aiming to assess the behavior of walls under different loading conditions and geotechnical parameters. To investigate seismic response, dynamic excitations representing seismic scenarios with Ricker pulses and a recorded accelerogram are applied. The performance of different types of anchors and anchorage configurations is examined, along with the effects of foundation-wall interaction on displacements and stress distributions.
The results present the distribution of soil stresses and deformations, as well as the dynamic response of the quay walls. The analyses reveal that anchored walls constitute an efficient retaining system, particularly under seismic conditions. The findings of the study demonstrate that the proposed design methods and numerical models can be utilized to optimize the stability of port infrastructure in seismically active regions. The thesis concludes with recommendations for future research, including the extension of simulations to three-dimensional models and the investigation of the effects of various soil types and construction materials. The development of relevant experimental tests would enable the validation of the numerical results and the more realistic assessment of the dynamic performance of quay walls under complex seismic conditions
Locality and the dialogue with colonialism in contemporary Egyptian Architecture: An approach based on the New Gourna settlement by Hassan Fathy
No full textΠερίληψη: Σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση της αναζήτησης της τοπικότητας στη σύγχρονη αρχιτεκτονική και του αντικατοπτρισμού της αποαποικιοποίησης μέσα από το παράδειγμα του οικισμού New Gourna του Hassan Fathy στην Αίγυπτο. Το συγκεκριμένο έργο επιλέχθηκε διότι αποτελεί μια από τις πρώτες εκφράσεις αντίδρασης της αρχιτεκτονικής στον μοντερνισμό και παράλληλα πρωτοπορεί για την εποχή του ενσωματώνοντας τις αρχές της βιώσιμης αρχιτεκτονικής και της συμμετοχικότητας. Ο αρχιτέκτονας Hassan Fathy απαρνείται την αρχιτεκτονική έκφραση της Δύσης δημιουργώντας μια Νέο παραδοσιακή αρχιτεκτονική εμπνευσμένη από την παράδοση της Άνω Αιγύπτου και εκφρασμένη βάσει των σύγχρονων αναγκών. Η εργασία ακολουθεί την μακροχρόνια πορεία της κατασκευής και των μεταγενέστερων επεμβάσεων στον οικισμό επιχειρώντας να απαντήσει στις αιτίες που οδήγησαν στην αποτυχία του πειράματος και παράλληλα συγκρίνοντας το με άλλα έργα της ίδιας και μεταγενέστερης περιόδου.Presented on
Study of nonlinear models of aneurysmal aortas using the finite element method
No full textΠερίληψη: Η υπολογιστική τεχνολογία παρέχει σημαντικές δυνατότητες για τη μελέτη και την προσομοίωση
σύνθετων ιατρικών καταστάσεων. Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιούνται υπολογιστικές
προσομοιώσεις με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM) για τη διερεύνηση της
μηχανικής συμπεριφοράς της ανευρυσματικής αορτής, μιας σοβαρής αγγειακής πάθησης που μπορεί
να οδηγήσει σε ρήξη και να απειλήσει τη ζωή του ασθενούς.
Η μελέτη επικεντρώνεται στη σύγκριση διαφορετικών προσεγγίσεων προσομοίωσης, λαμβάνοντας
υπόψη γραμμικά και μη γραμμικά μοντέλα υλικών, καθώς και μονοστρωματικές και
πολυστρωματικές προσεγγίσεις της δομής του τοιχώματος της αορτής. Τα δεδομένα που
χρησιμοποιήθηκαν προέρχονται από πραγματικούς ασθενείς και μέσω κατάλληλης επεξεργασίας
δημιουργήθηκαν τρισδιάστατες γεωμετρίες, οι οποίες αναλύθηκαν υπό φυσιολογικές συνθήκες
φόρτισης.
Η ανάλυση έδειξε ότι τα μη γραμμικά μοντέλα αποδίδουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη φυσιολογική
συμπεριφορά του τοιχώματος της αορτής, αποκαλύπτοντας υψηλότερες τάσεις στις περιοχές υψηλού
κινδύνου, όπως στον θόλο του ανευρύσματος. Τα πολυστρωματικά μοντέλα παρείχαν πιο ρεαλιστική
απεικόνιση της κατανομής των τάσεων και παραμορφώσεων, αναδεικνύοντας τη σημασία της
διαφοροποίησης μεταξύ των στρωμάτων του τοιχώματος. Από την άλλη, τα γραμμικά μοντέλα
παρείχαν μια πιο απλουστευμένη προσέγγιση, επαρκή για αρχικές εκτιμήσεις αλλά ανεπαρκή για την
πρόβλεψη ακραίων καταστάσεων.
Στόχος της εργασίας ήταν να εξεταστεί ο ρόλος των υλικών μοντέλων στη διαμόρφωση των
αποτελεσμάτων της προσομοίωσης και να εντοπιστούν οι περιοχές αυξημένης τάσης και
παραμόρφωσης, οι οποίες συσχετίζονται με τον κίνδυνο ρήξης. Τα ευρήματα της μελέτης μπορούν να
συνεισφέρουν στη βελτίωση των διαγνωστικών μεθόδων και στην ανάπτυξη εξατομικευμένων
στρατηγικών θεραπείας. Επιπλέον, παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τη δημιουργία μηχανικών
ψηφιακών διδύμων ασθενών, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πρόβλεψη της εξέλιξης
της πάθησης και στην υποστήριξη κλινικών αποφάσεων.Summarization: Computational technology offers significant capabilities for studying and simulating complex medical conditions. In this thesis, finite element method (FEM) simulations are employed to investigate the mechanical behavior of abdominal aortic aneurysms (AAA), a serious vascular condition that can lead to rupture and pose a life-threatening risk. The study focuses on comparing different simulation approaches by considering both linear and nonlinear material models, as well as single-layer and multi-layer models of the aortic wall structure. The data used in this research were obtained from real patients, processed to create three-dimensional geometries, and analyzed under physiological loading conditions. The analysis revealed that nonlinear models more accurately capture the mechanical behavior of the aortic wall, identifying higher stress concentrations in high-risk regions, such as the aneurysm dome. Multi-layer models provided a more realistic representation of stress and strain distribution, highlighting the importance of differentiating between the wall layers. On the other hand, linear models offered a simplified approach, sufficient for initial assessments but inadequate for predicting extreme conditions. The objective of this study was to examine the impact of material models on simulation outcomes and to identify regions of elevated stress and deformation, which are directly correlated with rupture risk. The findings contribute to improving diagnostic methodologies and developing personalized treatment strategies. Moreover, they provide valuable insights for the creation of mechanical digital twins of patients, which can be used for predicting disease progression and supporting clinical decision-making