Το μάθημα εστιάζει στην ανάπτυξη γνώσεων στο αντικείμενο της Υπολογιστικής Μηχανικής (Computational Mechanics), αναπτύσσοντας τόσο το απαιτούμενο θεωρητικό υπόβαθρο στο αντικείμενο, όσο και τον τρόπο εφαρμογής των αρχών και των μεθόδων της Υπολογιστικής Μηχανικής σε προβλήματα Μηχανικού, με χρήση εμπορικού λογισμικού.
Το περιεχόμενου του μαθήματος επικεντρώνεται στα εξής σημεία:
1. Εισαγωγή στην Υπολογιστική Μηχανική, στόχος των διαλέξεων
2. Έρευνα, έννοιες και τεχνολογία αιχμής
3. Βασικά στοιχεία ανάλυσης κατασκευών, διακριτά και συνεχή συστήματα
4. Ανάλυση διακριτών συστημάτων με τη Μέθοδο της Άμεσης Δυσκαμψίας (Direct Stiffness Method), προβλήματα μιας διάστασης και δισδιάστατων δικτυωμάτων
5. Ανάλυση συνεχών συστημάτων, διαφορική διατύπωση και διατύπωση του λογισμού μεταβολών
6. Μέθοδοι σταθμικών υπολοίπων, η μέθοδος του Galerkin
7. Η μέθοδος του Rayleigh – Ritz
8. Διατύπωση της μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων, αρχή των εικονικών μετατοπίσεων, ισοπαραμετρικά στοιχεία, ανάπτυξη μητρώου δυσκαμψίας (stiffness matrix)
9. Προβλήματα με περιορισμούς στις οριακές συνθήκες
10. Εφαρμογή των Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM) με χρήση κατάλληλου λογισμικού Η/Υ
11. Εφαρμογές υπολογιστικής ανάλυσης, σε προβλήματα i) 1D, ii) 2D και iii) 3D:
- Προβλήματα μιας διάστασης: Αξονικός εφελκυσμός, Ράβδος σε στρέψη, Ισοδύναμα κομβικά φορτία του στοιχείου.
- Δικτυώματα.
- Δοκοί και πλαίσια.
- Προβλήματα δύο διαστάσεων.
- Συμμετρικά εκ περιστροφής σώματα με συμμετρικά εκ περιστροφής φορτία.
- Στερεά στο χώρο.
- Teacher: Γιάννης Μυρισίδης
- Teacher: Δημήτρης Σαγρής
- Teacher: ΟΡΕΣΤΗΣ ΦΡΕΙΔΕΡΙΚΟΣ
Το μάθημα επικεντρώνεται στην εμβάθυνση στο αντικείμενο της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (Computational Fluid Dynamics – CFD), δίνοντας έμφαση στο απαιτούμενο θεωρητικό υπόβαθρο και στην κατανόηση της εφαρμογής των αρχών και των μεθόδων ανάλυσης της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής σε πρακτικά προβλήματα μηχανικού.
Στο πλαίσιο του μαθήματος πέρα από την κατανόηση της θεωρίας οι φοιτητές θα κληθούν να ασκηθούν σε πραγματικές εφαρμογές και παραδείγματα με χρήση εμπορικού λογισμικού.
- Teacher: Κυριάκος Βαφειάδης
- Teacher: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΔΑΥΙΔ
- Teacher: Χρήστος Κεραμυδάς
Σκοπός του μαθήματος είναι η παροχή προηγμένης γνώσης στην αιολική ενέργεια και στις τεχνολογίες αξιοποίησης της. Όλη η ύλη παρουσιάζεται σε επτά (7) τρίωρα (3) μαθήματα.
- Διδάσκων: ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΜΠΑΛΟΥΚΤΣΗΣ
Στόχοι του Μαθήματος:
Οι στόχοι του παρόντος μαθήματος είναι να εισαγάγει τους φοιτητές στη σύγχρονη τεχνολογία παραγωγής ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία.
Περιεχόμενα του Μαθήματος:
Το μάθημα εστιάζει στην ανάπτυξη των γνώσεων των φοιτητών πάνω στην ηλιακή θερμική ενέργεια και ακτινοβολία και στις εφαρμογές τους. Θα παρέχει γνώσεις σχετικά με το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση σύγχρονων ενεργητικών και παθητικών ηλιακών συστημάτων θέρμανσης, καθώς και για την παραγωγή ενέργειας από Φωτοβολταϊκά συστήματα.
Τα περιεχόμενα του μαθήματος θα περιλαμβάνουν:
• Βασικές γνώσεις σχετικά με την ηλιακή ακτινοβολία.
• Εφαρμογές ηλιακής ενέργειας χαμηλής θερμοκρασίας.
• Ενεργητική ηλιακή θέρμανση,
• Παθητική ηλιακή θέρμανση,
• Ηλιακός δροσισμός,
• Ηλιακά θερμικά συστήματα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας,
• Φωτοβολταϊκά Συστήματα (Τεχνολογίες, Διασυνδεδεμένα και αυτόνομα συστήματα, Ολοκληρωμένα Συστήματα Ενέργειας)
• Περιβαλλοντολογικός Αντίκτυπος των Τεχνολογιών Ηλιακής Ενέργειας.
Βιβλιογραφία:
• J. Duffie & W.A. Beckman, “Solar Engineering of Thermal Processes”, John Wiley & Sons, Third edition, 2006.
• S. Kalogirou, “Solar Energy Engineering: Processes and Systems”, Elsevier, 2009.
• V. Goetzberger & U. Hoffmann, “Photovoltaic Solar Energy Generation”, Springer-Verlag, 2005.
• P. Lynn, “Electricity from Sunlight: An Introduction to Photovoltaics”, Wiley, 2010.
• T. Markvart & L. Castaner, “Practical Handbook of Photovoltaics: Fundamentals and Applications”, Elsevier, 2003.
• G. Boyle (Editor), “Renewable Energy”, OxfordUniversity Press, 2004.
• L. Freris & D. Infield, “Renewable Energy in Power Systems”, Wiley, 2008.
• M. Kaltschmitt, W. Streicher & A. Wiese (Editors), “Renewable energy: Technology, Economics and Environment”, Springer, 2007.
- Teacher: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΑΝΘΥΜΙΔΗΣ
Στόχοι του Μαθήματος: Οι στόχοι αυτού του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τις ιδιότητες των υλικών οι οποίες είναι σημαντικές στις εφαρμογές των ανανεώσιμων μορφών ενέργειας: Μηχανικές ιδιότητες, οπτικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, υλικά κατάλληλα για αποθήκευση Υδρογόνου, γνώσεις σχετικά με τη διαθεσιμότητα των υλικών.
Περιεχόμενα του Μαθήματος: Κατάταξη των Υλικών, ατομικοί δεσμοί, κρυσταλλικές δομές, διάχυση. Μηχανικές ιδιότητες: τάσεις, δοκιμή εφελκυσμού, σκληρομέτρηση. Διαγράμματα ισορροπίας φάσεων, σύστημα Fe-C. Μαρτενσιτικός μετασχηματισμός. Εμπορικά διαθέσιμα μεταλλικά υλικά: χάλυβες, χυτοσίδηροι, κράματα χαλκού, κράματα αλουμινίου. Σύνθετα υλικά. Εισαγωγή στους ημιαγωγούς, φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Εισαγωγή στην αποθήκευση Υδρογόνου.
ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ-ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ:
α. Αργύρης Βατάλης, Επιστήμη & Τεχνολογία υλικών, Εκδόσεις Ζήτη.
β. Ιωάννης Χρυσουλάκης, Δημήτριος Παντέλης, Επιστήμη και Τεχνολογία των Μεταλλικών Υλικών, Εκδόσεις: Παπασωτηρίου.
γ. Γεώργιος Τριανταφυλλίδης, Μεταλλογνωσία, Εκδόσεις: Τζιόλα.
δ. ASM Handbook / prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee, Δημοσίευση/Διάθεση: Metals Park, Ohio :ASM International, 1985 - στα Αγγλικά.
ε. Materials processes : a short introduction / I. Minkoff, Δημοσίευση/Διάθεση: Berlin :New York :Springer-Verlag, 1992, Γλώσσα κειμένου: Αγγλική.
στ. D. R. Askeland & P. P. Phulé, “The Science & Engineering of Materials”, Thomson, Fifth Edition 2006, ISBN 0-534-55396-6.
ζ. M. F. Ashby, H. Shercliff & D. Cebon, “Materials: Engineering, Processing and Design”, Butterworth-Heinemann, First Edition 2007, ISBN 978-0-7506-8391-3.
η. K. Seeger, “Semiconductor Physics: An introduction”, Springer-Verlag, Ninth Edition 2004, ISBN 3-540-21957-9.
- Teacher: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΑΝΘΥΜΙΔΗΣ
Το μάθημα εστιάζει στις φυσικές διεργασίες και στις επιστημονικές αρχές που σχετίζονται με τη μετατροπή της ενέργειας από μια μορφή σε μια άλλη.
Σημαντική έμφαση δίνεται:
- στην παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος
- στη μετατροπή θερμότητας σε μηχανική και ηλεκτρική ενέργεια και
- στη χρήση αέριων εργαζόμενων μέσων με βάση τις αρχές της εφαρμοσμένης θερμοδυναμικής και της μηχανικής ρευστών.
Βασικά στοιχεία της τεχνολογίας των συστημάτων μετατροπής ενέργειας που θα αναλυθούν στα πλαίσια του μαθήματος είναι:
- Μονάδες παραγωγής ενέργειας με χρήση κύκλων ατμού συμπεριλαμβάνοντας τους Οργανικούς κύκλους (Rankine cycles και Organic Rankine cycles με χρήση feedwaters).
- Αεριοστρόβιλοι (Brayton cycles) με Intercooling, Regeneration και Reheating.
- Συνδυασμένοι κύκλοι για ηλεκτροπαραγωγη (Combined cycles με ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας).
- Υδροηλεκτρικοί σταθμοί/Ανεμογεννήτριες.
- Teacher: Δημήτριος Μισηρλής