ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ

Στόχος του Υποέργου 29 του Έργου "ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ–Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Αθήνας" με τίτλο "Υδροελαστική Απόκριση Μεγάλων Πλωτών Κατασκευών και Σωμάτων Γενικού Σχήματος σε Περιβάλλον Μεταβαλλόμενης 3D Bαθυμετρίας" με ακρωνύμιο "HydELFS" είναι η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και μεθόδων για την μελέτη, το σχεδιασμό και την παραγωγή μεγάλων πλωτών κατασκευών συμπεριλαμβανομένης της μελέτης των επιπτώσεων τους στην παράκτια ζώνη, καθώς και την αλληλεπίδραση των θαλασσίων κυματισμών με λωρίδες πάγου, που αποτελεί σημαντικό περιβαλλοντικό πρό­βλημα στις πολικές περιοχές με παγκόσμιες επιπτώσεις.

 

Η αλληλεπίδραση των θαλάσσιων κυματισμών με πλωτά ελαστικά σώματα αποτελεί ένα πολύ ενδιαφέρον πρόβλημα, το οποίο βρίσκει σημαντικές εφαρμογές σε θέματα τεχνολογίας πλωτών κατασκευών μεγάλων διαστάσεων που λειτουργούν στην ανοικτή θάλασσα (ως σταθμοί παραγωγής/εξόρυξης και αποθήκευσης/μεταφόρτωσης), αλλά και στη παράκτια περιοχή (ως πλωτά αεροδρόμια, πλωτές εγκαταστάσεις διαμονής/ψυχαγωγίας). Στην ίδια κατηγορία τεχνολογικών προβλη­μάτων εντάσσονται και θέματα που αφορούν στην κατασκευή και εγκατάσταση πλωτών γεφυρών, πλωτών μαρίνων και κυματοθραυστών κ.α. Επιπρο-σθέτως, η αλληλεπίδραση των θαλάσσιων κυματισμών με λωρίδες πάγου, ιδιαίτερα στις πολικές περιοχές, είναι ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα που υπάγεται στην ίδια κατηγορία. Τα ανωτέρω προβλήματα καθίστανται πιο περίπλοκα σε περι- βάλλον γενικής τρισδιάστατης (3D) βαθυ­μετρίας, σε περιοχές κοντά στις ακτές, όπου συνυπάρχουν έντονα φαινόμενα διάθλασης και περίθλασης του κυματικού πεδίου από τη τοπογραφία του θαλάσσιου πυθμένα και τις επιδράσεις της ακτής.

 

Αντικείμενο του προτεινόμενου έργου είναι η ανάπτυξη καινοτόμων μαθηματικών μοντέ­λων υπολογισμού της αλληλεπίδρασης κυματισμών με πλωτά ελαστικά σώματα μεγάλων διαστάσεων, σε περιβάλλοντα με γενική βαθυμετρία, πράγμα που επιτρέπει την ανάπτυξη νέων τεχνολογικών μεθόδων για τον σχεδιασμό και την παραγωγή τέτοιων κατασκευών, περιλαμβάνοντας τη μελέτη των επιπτώσεων τους στη παράκτια ζώνη, καθώς και την αλληλεπίδραση των θαλάσσιων κυματισμών με λωρίδες πάγου, που αποτελεί σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα στις πολικές περιοχές με παγκόσμιες επιπτώσεις. Έμφαση θα δοθεί σε περιοχές όπου το επικρατούν μήκος του κυματικού πεδίου είναι συγκρίσιμο με το μήκος του πλοίου/πλωτού σώματος, αλλά και με τη χαρακτηριστική διάσταση μεταβολών της βαθυμετρίας, λαμβάνοντας υπ’οψιν φαινόμενα μη γραμμικότητας και διασποράς.

 

Στο Υποέργο 29 θα αναπτυχθούν ειδικά μοντέλα και αριθμητικές τεχνικές για τη διάδοση κυματισμών στο θαλάσσιο και παρά- κτιο περιβάλλον σε περιοχές γενικής τρισδιάστατης βαθυμετρίας. Η υδροελαστική αλληλεπίδραση μεγάλων 3D κατασκευών και πλωτών ελαστι­κών σωμάτων (very large floating structures, VLFS) σε γενικό θαλάσσιο/παράκτιο περιβάλλον θα αναλυθεί στη βάση της θεωρίας λεπτών πλακών και θα αναπτυχθεί βελτιωμένη θεωρία πλακών (in vacuo), πεπε­ρασμένου πάχους, συμπεριλαμ-βανομένων των επιδράσεων διατμητικών τάσεων, με εφαρ­μογή σε πλάκες γενικού/μεταβαλλόμενου πάχους με διαστρωμα-τώσεις. Η βελτιωμένη αυτή θεωρία πλακών θα χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη και εφαρμογή νέου υδροελαστικού μοντέλου τύπου συζευγμένων ιδιομορφών για τις αποκρίσεις VLFS. Θα μελετηθούν εφαρ­μογές σε πλωτά και βυθισμένα, επιμήκη σώματα, κάτω από την επίδραση του κυματικού πεδίου. Με την ανάπτυξη ειδικών αριθμητικών μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων θα εξετασθούν τοπικά φαινόμενα και θα γίνει σύζευξη του τοπικού με το γενικό μοντέλο (μεγάλης κλίμακας) τύπου συζευγμένων ιδιομορφών.

 

Για την επίτευξη των στόχων αυτών θα υλοποιηθούν οι παρακάτω δράσεις ή πακέτα εργασίας (Work Packages, WP):

 

• Πακέτο Εργασίας 1:
  Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση ειδικών μοντέλων και αριθμητικών τεχνικών για την περιγραφή της διάδοσης κυματισμών στο θαλάσσιο και παράκτιο περι­βάλλον σε περιοχές γενικής τρισδιάστατης βαθυμετρίας.

 

• Πακέτο Εργασίας 2:
  Υδροελαστική ανάλυση πολύ μεγάλων πλωτών σωμάτων (VLFS) σε γενικό θαλάσσιο και παράκτιο περιβάλλον στα πλαίσια της κυματικής θεωρίας και της θεωρίας των λεπτών ελαστικών πλακών.

 

• Πακέτο Εργασίας 3:
  Ανάπτυξη βελτιωμένης θεωρίας πλακών πεπερασμένου πάχους, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των διατμητικών παραμορφώσεων, με εφαρμογή σε πλάκες τυχούσας γεωμετρίας, μεταβαλλόμενου πάχους και με διαστρωματώσεις.

 

• Πακέτο Εργασίας 4:
  Ανάπτυξη και εφαρμογή νέου υδροελαστικού μοντέλου συζευγμένων ιδιομορ­φών για τις αποκρίσεις πολύ μεγάλων πλωτών σωμάτων (VLFS) με χρήση της βελτιωμένης θεωρίας πλακών. Εφαρμογές σε πλωτά και βυθισμένα, επιμήκη σώματα, κάτω από την επίδραση του κυματικού πεδίου.

 

• Πακέτο Εργασίας 5:
  Εφαρμογή της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων για την εξέταση τοπικών φαινομένων. Σύζευξη του τοπικού με το καθολικό μοντέλο (μεγάλης κλίμακας) συμπεριλαμβάνοντας και συζευγμένες ιδιομορφές.

 

• Πακέτο Εργασίας 6:
  Αξιολόγηση και αποτίμηση των αποτελεσμάτων (εσωτερική) του ερευνητικού έργου από την ΚΕΟ. Δράσεις δημοσιότητας.