Ένα πράγμα που θέτει τους στατιστικολόγους πέρα από άλλους επιστήμονες είναι σχετική άγνοια του κοινού γενικά σχετικά με το τι είναι στην πραγματικότητα το πεδίο της στατιστικής. Ο κόσμος έχει μια μικρή γενική ιδέα του τι είναι η χημεία ή η βιολογία — αλλά τι είναι αυτό ακριβώς που κάνουν οι στατιστικολόγοι; Μία απάντηση στο ερώτημα αυτό έχει ως εξής: στατιστική είναι η επιστήμη που ασχολείται με τη συλλογή, περιληπτική παρουσίαση της πληροφορίας, παρουσίαση και ερμηνεία των δεδομένων. Τα δεδομένα είναι το κλειδί, φυσικά — τα πράγματα από τα οποία εμείς αποκτούμε γνώσεις και βγάζουμε αποφάσεις. Ένας πίνακας δεδομένων παρουσιάζει μια συλλογή έγκυρων δεδομένων, αλλά είναι σαφές ότι είναι εντελώς ανεπαρκής για την σύνοψη ή την ερμηνεία τους.Το πρόβλημα είναι ότι δεν έγιναν παραδοχές σχετικά με τη διαδικασία που δημιούργησε αυτά τα δεδομένα (πιο απλά, η ανάλυση είναι καθαρά μη παραμετρική, υπό την έννοια ότι δεν επιβάλλεται καμία τυπική δομή για τα δεδομένα). Επομένως, καμία πραγματική περίληψη ή σύνοψη δεν είναι δυνατή. Η κλασική προσέγγιση σε αυτή τη δυσκολία είναι να υποθέσουμε ένα παραμετρικό μοντέλο για την υποκείμενη διαδικασία, καθορίζοντας μια συγκεκριμένη φόρμα για την υποκείμενη πυκνότητα. Στη συνέχεια, μπορούν να υπολογιστούν διάφορα στατιστικά στοιχεία και μπορούν να παρουσιαστούν μέσω μιας προσαρμοσμένης πυκνότητας.Δυστυχώς, η ισχύς της παραμετρικής μοντελοποίησης είναι επίσης η αδυναμία της. Συνδέοντας ένα συγκεκριμένο μοντέλο, μπορούμε να έχουμε μεγάλα οφέλη, αλλά μόνο εάν το πρότυπο θεωρείται ότι ισχύει (τουλάχιστον κατά προσέγγιση). Εάν το υποτιθέμενο μοντέλο δεν είναι σωστό, οι αποφάσεις που θα αντλήσουμε από αυτό μπορεί να είναι χειρότερες από άχρηστες, οδηγώντας μας σε παραπλανητικές ερμηνείες των δεδομένων. / A thing that places the statisticians beyond other scientists is relative ignorance of public as generally speaking with regard to what it is in reality the field of statistics. The world does have a small general idea what is chemistry or biology - but what is precisely that statisticians do? An answer in this question has as follows: statistics is the science that deals with the collection, general presentation of information, presentation and interpretation of data. The data are the key, from which we acquire knowledge and make decisions. A table of data presents a collection of valid data, but it is obvious that it is completely insufficient for their synopsis or their interpretation. The problem is that no assumptions have been made about the process that created these data (more simply, the analysis is no parametric, under the significance that is no formal structure is imposed on the data). Consequently, no real summary or synopsis is possible. The classical approach in this difficulty is to assume a parametric model for the underlying process, determining a concrete form for the underlying density. Afterwards, can be calculated various statistical elements and a fitted density can manifest itself. The power of parametric modelling is also its weakness. By linking inference to a specific model, we can have big profits, but only if the model is true. If the assumed model is not correct, the decisions that we will draw from this can be worse than useless, leading us to misleading interpretations of data.

Στη διπλωματική εργασία αυτή ασχοληθήκαμε με την πρόβλεψη της εξόδου μη-γραμμικών συστημάτων με τη χρήση αναδρομικών αλγορίθμων που χρησιμοποιούν συναρτήσεις πυρήνα. Παρουσιάζεται ο δικός μας αναδρομικός αλγόριθμος πρόβλεψης και βλέπουμε πως αποδίδει σε σχέση με έναν άλλο ήδη υπάρχων και ιδιαίτερα δημοφιλή αλγόριθμο. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνουμε μια σύντομη περιγραφή του προβλήματος που καλούμαστε να λύσουμε. Στη συνέχεια δείχνουμε πως οι συναρτήσεις πυρήνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μας βοηθήσουν να λύσουμε το πρόβλημα αυτό. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύουμε περισσότερο τις συναρτήσεις πυρήνα και τις ιδιότητες που τις χαρακτηρίζουν. Παρουσιάζουμε τα βασικά θεωρήματα και βλέπουμε πώς διαμορφώνεται το πρόβλημα της πρόβλεψης με την εφαρμογή αυτών. Επιπλέον παρουσιάζουμε πως το πρόβλημα μας μετατρέπεται στο γνωστό πρόβλημα γραμμικών ελαχίστων τετραγώνων στην περίπτωση που χρησιμοποιήσουμε γραμμικό πυρήνα. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τον αλγόριθμο μας, αναλύοντας το συλλογισμό που μας οδήγησε σε αυτόν. Δίνουμε επίσης μια περιγραφή ενός άλλου αλγορίθμου που χρησιμοποιείται ήδη για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνονται μια σειρά από προσομοιώσεις σε MATLAB οπού βλέπουμε πόσο καλά μπορεί να κάνει την πρόβλεψη των εξόδων μη-γραμικών συστημάτων ο αλγόριθμός μας. Επίσης αντιπαραθέτουμε και την απόδοση του ανταγωνιστικού αλγορίθμου. Στα πειράματα μας εξετάζουμε το σφάλμα πρόβλεψης των προαναφερθέντων αλγορίθμων, την ταχύτητα σύγκλισης τους καθώς και την σθεναρότητα τους. Τέλος παρουσιάζουμε τα συμπεράσματα μας εξηγώντας γιατί πιστεύουμε ότι η δικία μας προσέγγιση υπερτερεί της άλλης. / This dissertation deals with the problem of predicting the output of non-linear systems using recursive kernel methods. We will present our own prediction algorithm and see how it performs in relation to a widely used alternative algorithm. In the first chapter we provide a short description of the problem of non-linear prediction. We then describe how kernel methods could help us solve this problem. In the second chapter we further analyze kernel functions and their properties. We present the basic theorems and see how these affect and transform the problem at hand. Furthermore, we explain how this problem results in the linear least squares problem in case we use the linear kernel. In the third chapter we present our algorithm and reasoning that led to it. We also describe a different algorithm that is already used to predict such signals. In the fourth chapter we perform a series of simulations in the Matlab environment were we evaluate how well the two approaches predict the output. In this evaluation we consider the complexity, the error and robustness of the algorithms. Finally we present our conclusion and explain why our algorithm is superior to the alternative.

Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή στις Αρχές του Ηλεκτρομαγνητισμού, οι οποίες είναι και η βάση στην οποία στηρίζεται η λειτουργία του μετασχηματιστή. Αναλύεται ο τρόπος δημιουργίας του μαγνητικού πεδίου ενώ παρουσιάζονται συνοπτικά όλα εκείνα τα μαγνητικά μεγέθη τα οποία θα μας χρησιμεύσουν στην συνέχεια της διπλωματικής. Το κεφάλαιο κλείνει με μια αναφορά στην Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή στην οποία στηρίζεται η λειτουργία του μετασχηματιστή. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται μια διεξοδική ανάλυση των στοιχείων των μετασχηματιστών, ενώ παράλληλα αναπτύσσονται και οι εξισώσεις που περιγράφουν την λειτουργία του μονοφασικού μετασχηματιστή. Γίνεται αναφορά στα είδη και την δομή των μετασχηματιστών, ενώ αναλύονται λεπτομερώς όλα τα είδη των απωλειών που παρουσιάζονται σε έναν μετασχηματιστή. Το κεφάλαιο κλείνει παραθέτοντας το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού μετασχηματιστή. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μια εισαγωγή στα μαγνητικά κυκλώματα τα οποία μπορούν να περιγράψουν την μαγνητική συμπεριφορά ενός σιδηρομαγνητικού πυρήνα. Η ανάλυση περιλαμβάνει το ισοδύναμο μαγνητικό κύκλωμα του πυρήνα ενός μονοφασικού μετασχηματιστή, το οποίο μπορεί να επεκταθεί και για έναν τρισκελή ή πεντασκελή πυρήνα ενός τριφασικού μετασχηματιστή. Στο Κεφάλαιο 4 πραγματοποιείται η ανάλυση του τριφασικού μετασχηματιστή. Παρατίθενται όλες οι δυνατές συνδεσμολογίες μεταξύ των τυλιγμάτων του, ενώ στην συνέχεια αναλύεται το μαγνητικό ισοδύναμο κύκλωμα του τρισκελή σιδηρομαγνητικού πυρήνα βάση του οποίου προσδιορίζεται ο Πίνακας Ld. Από την ανάλυση του ηλεκτρικού κυκλώματος προκύπτουν οι καταστατικές εξισώσεις που περιγράφουν την λειτουργία του τριφασικού μετασχηματιστή και ομαδοποιούνται με την δημιουργία Πινάκων. Το κεφάλαιο κλείνει κάνοντας μια αναφορά στον τρόπο με τον οποίο εισάγεται η μη γραμμική χαρακτηριστική καμπύλη του υλικού του πυρήνα. Στο Κεφάλαιο 5 πραγματοποιείται η εξομοίωση του τριφασικού μετασχηματιστή, η οποία στηρίζεται στην ανάλυση του Κεφαλαίου 4. Περιγράφονται αριθμητικά και σχηματικά ο μετασχηματιστής καθώς και το δίκτυο μετασχηματιστή-φορτίου που χρησιμοποιήθηκαν. Στην συνέχεια, καταγράφονται οι κυματομορφές των μεγεθών του μετασχηματιστή, όταν στο δευτερεύον τύλιγμά του συνδεθεί είτε συμμετρικό ή ασύμμετρο φορτίο. Το κεφάλαιο κλείνει με την εξαγωγή των συμπερασμάτων που προέκυψαν από την ανάλυση και εξομοίωση του τριφασικού μετασχηματιστή. / This paper is entitled “Simulation of three-phase transformer when the primary windings are connected in delta and the secondary windings in wye” in case of symmetrical and asymmetrical load. First of all, there is an introduction in the basic principles of electromagnetism. Then, the analysis of the single-phase and three-phase transformer which can help us to derive the state equations. From the analysis of the magnetic core circuit, we can calculate the incremental matrix Ld. The matrix Ld depends on the topology of the magnetic core. Finally, simulation results and conclusions are presented for the three-phase transformer

Σκοπός της μελέτης : H διερεύνηση της επίδρασης του εν τω βάθει εγκεφαλικού ερεθισμού στον υποθαλάμιο πυρήνα (STN-DBS) στη λειτουργία του Αυτόνομου Νευρικού Συστήματος (ΑΝΣ) σε ασθενείς με Νόσο Πάρκινσον. Μέθοδος-Υλικό: Στη μελέτη έλαβαν μέρος 24 ασθενείς με ιδιοπαθή νόσο Πάρκινσον και 24 υγιείς μάρτυρες με πλήρη αντιστοιχία ως προς το φύλο και την ηλικία (μέσος όρος ηλικίας± σταθερά απόκλιση, 62.1±9.4 έτη). Η εκτίμηση των ασθενών έγινε 3 μέρες προ χειρουργείου ενώ ελάμβαναν κανονικά την αγωγή τους και 6 μήνες μετά την επέμβαση σε “on DBS/ on medication” κατάσταση. Όλοι οι ασθενείς συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο σχετικά με τα συμπτώματα από το ΑΝΣ και υπεβλήθησαν σε μέτρηση της Αρτηριακής Πίεσης (ΑΠ) σε ύπτια θέση καθώς και στο 1ο και 3ο λεπτό μετά από απότομη έγερση από ύπτια σε όρθια θέση. Η νευροφυσιολογική εκτίμηση ασθενών και μαρτύρων περιελάμβανε: α. μέτρηση της συμπαθητικής δερματικής απάντησης (ΣΔΑ) από την παλάμη και το πέλμα με ηλεκτρικό ερεθισμό, β. μελέτη της διακύμανσης του καρδιακού ρυθμού (ΚΡ) ως προς τον χρόνο στις φάσεις της ήρεμης και βαθιάς αναπνοής (Rest RR IV και DB RR IV), κατά τη δοκιμασία Valsalva (Valsalva ratio) και κατά το Τilt-test (Tilt ratio). Με τη φασματική ανάλυση της πεντάλεπτης καταγραφής του ΚΡ σε ηρεμία που πραγματοποιήθηκε αργότερα υπολογίστηκαν οι παράμετροι LF, HF, LFnorm, HF norm, TP και ο λόγος LF/HF. Αποτελέσματα: Το 45,8% των ασθενών είχαν ορθοστατική υπόταση πριν και 12,5% μετά την επέμβαση, αλλά κατά τη στατιστική ανάλυση των μετρήσεων αυτών δεν πρόεκυψε σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων. Βρέθηκε σημαντική μείωση της συχνότητας των διαταραχών εφίδρωσης, της ακράτειας και της δυσκοιλιότητας στην μετεγχειρητική εκτίμηση (p<0,005). Στη ΣΔΑ μεταξύ των ασθενών πριν και μετά το STN-DBS δε βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Συνολικά 6 ασθενείς είχαν παθολογική ή απούσα ΣΔΑ πριν το χειρουργείο και 7 μετά (χ 2, p=0,114). Στις παραμέτρους Rest RR IV, DB RR IV, Valsalva ratio & Tilt ratio δε διαπιστώθηκε σημαντική διαφορά προ και μετά DBS (p>0.,050) και ήταν μάλιστα και προ- και μετεγχειρητικά μειωμένες στους ασθενείς απ’ ότι στους μάρτυρες (p <0,050). Σημαντική μείωση μόνο της παραμέτρου LF προέκυψε συγκρίνοντας τους ασθενείς πριν και μετά τη χειρουργική επέμβαση ενώ οι ασθενείς μετεγχειρητικά είχαν σημαντικά μειωμένες τιμές των LF, TP και LFnorm σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές των υγιών μαρτύρων. Δε βρέθηκε συσχέτιση (p >0,050) της κινητικής βελτίωσης λόγω DBS με τις ατομικές διαφορές των τιμών των παραμέτρων στον εκάστοτε ασθενή πριν και μετά το χειρουργείο. Συμπεράσματα: Είναι σαφής η θετική επίδραση του DBS στη μείωση της συχνότητας των διαταραχών εφίδρωσης, αλλά το χειρουργείο δεν έπαιξε αξιοσημείωτο ρόλο στις ΣΔΑ. Βρέθηκε μόνο μια μη στατιστικά σημαντική μείωση του ποσοστού των ασθενών με Ο.Υ., ενώ καμία επίδραση δεν υπήρξε στις παθολογικές τιμές του Κ.Ρ. των ασθενών. H φασματική ανάλυση του Καρδιακού Ρυθμού δεν έδειξε αλλαγή στην ισορροπία μεταξύ συμπαθητικής και παρασυμπαθητικής λειτουργίας λόγω DBS. Γενικό συμπέρασμα είναι ότι STN-DBS ωφελεί σημαντικά την κινητική βελτίωση, αλλά δεν έχει αξιόλογη, θετική ή αρνητική, επίδραση στη ρύθμιση της λειτουργίας του ΑΝΣ. / Purpose: To assess the impact of subthalamic nucleus (STN) deep brain stimulation (DBS) on the autonomic nervous system function in patients with advanced Parkinson’s disease (PD). Material- Methods: Twenty-four patients with idiopathic PD (mean age±SD, 62.1±9.4 years old) were examined 3 days before and 6 months after DBS, “on medication” state both times. Each examination session included registration of autonomic symptoms by means of a semi-structural questionnaire, blood pressure (BP) recording at supine position and at the first and third minute after sudden change from supine to standing position and a neurophysiological assessment. The neurophysiological examination included: a. recording of sympathetic skin response (SSR) from both palms and a sole, b. time domain analysis of RR interval variation during normal and deep breathing, during Valsalva manoeuvre and during tilt test. By off-line performed frequency domain analysis of heart rate variation the Total Power, the Low Frequency band, the High Frequency band and their normalized units were estimated. The neurophysiological measurements were compared to those of 24 healthy controls matched for age and sex. Results: Orthostatic hypotension was present in 45.8% of the patients preoperatively and 12.5% postoperatively, whereas statistical analysis showed no significant difference in BP measurements between pre- and post DBS studies. A statistical significant reduction in the frequency of autonomic symptoms such as constipation, sweating disturbances and urgency was established after implantation. In SSR measurements no change was found between patients before and after DBS. Six out of 24 patients has abnormal or absent SSR before surgery and 7 afterwards (χ 2, p =0.114). The values of time domain variables were both pre and postoperatively lower in patients than in controls. A significant reduction was found in LF band after the implantation. There was no correlation between individual, deep brain stimulation-related changes of motor function and corresponding neurophysiological measurements. Conclusions: The positive effect of STN-DBS on the sweating disturbances reported by patients is established, whereas no influence was found on SSR measurements. Subthalamic stimulation had no effect on the abnormal heart rate regulation of the patients, but a non significant reduction in orthostatic hypotension was noticed. Finally through spectral analysis no effect on the balance of sympathetic and parasympathetic function was found. Overall, despite its clear benefit on motor performance, STN-DBS had no considerable, positive or negative, impact on the autonomic regulation.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και εξομοίωση μιας ανεμογεννήτριας αξονικής ροής μόνιμου μαγνήτη. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός είναι η μελέτη μιας σύγχρονης ανεμογεννήτριας μόνιμων μαγνητών (PMSG), που θα παρέχει ισχύ 1kW, και θα πληρεί το κριτήριο του χαμηλού κόστους και των όσο το δυνατών μικρότερων διαστάσεων. Η ανεμογεννήτρια θα συνδέεται απευθείας με το δίκτυο χωρίς τη χρήση κιβώτιου ταχυτήτων. Όσον αφορά τις γεννήτριες μόνιμου μαγνήτη αξονικής ροής (AFPM), που μελετούνται ειδικά σε αυτή τη διπλωματική, τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί έντονο επιστημονικό και κατασκευαστικό ενδιαφέρον σχετικά με τη βελτιστοποίηση των χαρακτηριστικών τους μεγεθών σε συνδυασμό με την υψηλή απόδοσή τους. Το κυριότερο χαρακτηριστικό αυτών των μηχανών είναι ότι η διέγερση προκαλείται από τους μαγνήτες που είναι τοποθετημένοι στο δρομέα, οι οποίοι με τη χρήση του υλικού NdFeB για την κατασκευή τους, έχουν προσφέρει αναβαθμισμένες δυνατότητες στην παραγωγή μαγνητικού πεδίου. Άλλο κύριο χαρακτηριστικό, είναι ότι οι μηχανές αυτές είναι ιδανικές για ανεμογεννήτριες που κινούνται με χαμηλό αριθμό ταχύτητας ανέμου και στροφών. Στην παρούσα διπλωματική έγινε μια μελέτη ώστε να μπορέσει να σχεδιαστεί μια τέτοια μηχανή (AFPM) που να συγκεντρώνει όσο το δυνατόν καλύτερες αναλογίες μεταξύ κόστους, μεγέθους και απλότητας κατασκευής. Η προσομοίωση της ανεμογεννήτριας ήταν το επόμενο βήμα για την επαλήθευση των θεωρητικών τιμών και την περαιτέρω μελέτη της μηχανής για την απόδοσή της, την επαγόμενη τάση και το μαγνητικό πεδίο που παράγει σε εν κενώ λειτουργία και σε λειτουργία υπό φορτίο. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα μοντελοποίησης ηλεκτρικών μηχανών της COBHAM, το οποίο καλείται Opera και πιο συγκεκριμένα η έκδοση R3 για τρισδιάστατη μοντελοποίηση μηχανών (3D Modeler). Το κεφάλαιο 1 πραγματεύεται εισαγωγικά ζητήματα σχετικά με τις ανεμογεννήτριες και τα βασικά χαρακτηριστικά τους μεγέθη. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται μια μελέτη σχετικά με το είδος της γεννήτριας καθώς και τα βασικά της στοιχεία. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται αναλυτικά ο σχεδιασμός της ανεμογεννήτριας αξονικής ροής μόνιμου μαγνήτη και ο υπολογισμός των μεγεθών της. Στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η διαδικασία του σχεδιασμού μηχανής με τη χρήση του προγράμματος opera. Στο κεφάλαιο 5 γίνεται εξομοίωση της μηχανής και παράθεση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν. Η ανάλυση της μηχανής πραγματοποιήθηκε με τη χρήση δύο επιλυτών της Opera, αυτόν της μαγνητοστατικής ανάλυσης και αυτόν της ανάλυσης της στρεφόμενης μηχανής. / This thesis is focused on study, design and analysis of a Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG). This work was elaborated in the laboratory of Electromechanical Energy Conversion, at the department of Electrical and Computer Engineering in the University of Patras, Greece. The purpose of this specific thesis is to study and analyze a synchronous permanent magnet wind generator (PMSG), providing power 1kW to the grid. The main pursuit is to design a machine of low cost and, as small as possible, geometric characteristics. Moreover, a basic requirement is easy construction. For this purpose, the wind generator is legitimate to be direct-driven, without the existence of a gearbox. The permanent magnet axial flux generators, which are specifically studied in this thesis, have met a large attention over the last years for wind system- low speed applications. The main characteristic of these machines is that their stimulation is caused by the magnets that are mounted at the rotor discs. The latest use, in magnets, of neodymium material (symbolized as NdFeB) has provided upgraded possibilities in magnetic field amplification. Another main characteristic is that these machines are ideal for low speed wind applications. In this thesis, an extended study was elaborated in order to design such a generator, which concentrates as better as possible quota between cost, size and simplicity in construction. The simulation of the machine’s operation was the next step for the verification of the theoretical calculations, as well as for further study on the various parameters and optimization of the machine. The simulation was held in conditions of load and short circuit operation. In order to achieve this, a simulation program by COBHAM called Opera, was used. In chapter 1, there is a reference concerning basic issues of wind energy and wind turbines, as well as, the highlights of a wind turbine. In chapter 2, a research is being carried out, concerning the wind turbine topologies, as well as their basic features. In chapter 3, is presented, analytically, the theoretical dimensioning of the axial flux permanent magnet and the calculation of its features. In chapter 4, the procedure of the design of the generator is being presented by using the designing program Opera. In chapter 5, the simulation of the machine is performed as well as the presentation of the basic results of the analysis. For this purpose, were used two solvers of Opera, the magnetostatic analysis (TOSCA) and the rotating machine analysis (CARMEN).

Στην παρούσα Ειδική Ερευνητική Εργασία ερευνώνται οι οπτικές ιδιότητες των νανοκρυσταλλικών κβαντικών τελειών CuInS2/ZnS, γνωστές ως CIS/ZnS QDs, τόσο με τη χρήση φασματοσκοπίας σταθερής κατάστασης όσο και με τη χρήση φασματοσκοπίας χρονικής ανάλυσης με την τεχνική Time Correlated Single Photon Counting. Ειδικότερα, διερευνώνται οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στη διαδικασία της εκπομπής φωτός, η επίδραση που έχει η πολικότητα του διαλύτη και η συγκέντρωση των κβαντικών τελειών, όταν είναι διαλυμένες εντός διαλύματος, καθώς και η αλληλεπίδραση μεταξύ των κβαντικών τελειών όταν είναι εναποτιθέμενες σε υμένια, είτε με την τεχνική drop-casting είτε με spin-coating. Τόσο η αύξηση της συγκέντρωσης των κβαντικών τελειών όσο και η αύξηση της πολικότητας του διαλύτη προκάλεσε τη μετατόπιση του εξιτονικού ώμου και του μήκους κύματος μέγιστης εκπομπής προς το ερυθρό, στα φάσματα σταθερής κατάστασης. Επίσης η μετατόπιση της φωτοφωταύγειας των CIS/ZnS QDs προς το ερυθρό ήταν μεγαλύτερη στα υμένια που είχαν παρασκευασθεί με την τεχνική drop-casting από τα υμένια με το ίδιο υπόστρωμα που είχαν παρασκευασθεί με την τεχνική spin-coating. Με χρήση φασματοσκοπίας χρονικής ανάλυσης, ανιχνεύθηκε η ύπαρξη τριών μηχανισμών στα διαλύματα με χρόνους ζωής 1-3, 20-40 και 200-300 ns, ενώ στα υμένια προστέθηκε ένας επιπλέον μηχανισμός με χρόνο ζωής από μερικές εκατοντάδες ps έως 4 ns. Ο χαρακτήρας της αποδιέγερσης των QDs στα υμένια κυμαίνεται μεταξύ διεκθετικού και τετραεκθετικού ανάλογα με το δείγμα και το μήκος κύματος ανίχνευσης. Το περίεργο χαρακτηριστικό του νέου μηχανισμού που ανιχνεύθηκε στα υμένια είναι ότι γίνεται πιο γρήγορος και πιο αποδοτικός καθώς το μήκος κύματος ανίχνευσης αυξάνει. Ένας παρόμοιος μηχανισμός δεν έχει αναφερθεί σε άλλες εργασίες με CIS/ZnS QDs, ενώ έχει αναφερθεί σε παλιότερες εργασίες με PbS QDs τόσο σε διαλύματα όσο και σε στερεά υμένια. Η μετατόπιση των πυκνών υμενίων προς το ερυθρό σε σχέση με τα αραιά αποτελεί ένδειξη της ύπαρξης μεταφοράς ενέργειας μεταξύ QDs διαφορετικών μεγεθών. / In this Master Thesis, the optical properties of CuInS2/ZnS nanocrystal quantum dots are investigated. For this purpose both steady state and time resolved spectroscopy, specifically the Time Correlated Single Photon Counting technique, were used. The photoluminescence properties of CuInS2/ZnS quantum dots, commonly known as CIS/ZnS QDs, either dissolved in solutions of different concentrations and solvent polarities or deposited on films made by spin-coating or drop-casting are studied. Either in the absorption and the photoluminescence steady state spectra, a red-shift both in the excitonic transition and the wavelength of the maximum intensity was observed as the concentration of the CIS/ZnS QDs or the polarity of the solvent increased. In films, a red-shifted photoluminescence spectrum is observed for films made by drop-casting compared to those prepared by spin-coating, having the same substrate material. By using time-resolved photoluminescence spectroscopy a three-exponential decay was observed in solutions, with time constants 1-3, 20-40 and 200-300 ns, while decays in films, apart from the three mechanisms also observed in solutions, also exhibit a fast decay component with a lifetime varying from some hundreds of ps until 4 ns. The attitude of the decay in films varies from two-exponential to four-exponential and it depends on the samples and the detection wavelength. The strange characteristic of the new mechanism which was detected in films is that its lifetime becomes shorter and its pre-exponential factor increases with the detection wavelength. To the best of our knowledge, such a faster decay as the emission wavelength increases has never been reported for CIS/ZnS QDs, but it has been reported for PbS QDs either diluted in solution or deposited in polymeric matrices. The time resolved photoluminescence spectra in the drop-casted films experience a larger transient red-shift than the spin-coated ones, indicative of a possible energy transfer among adjacent QDs with different diameters.

Στην εργασία αυτή διερευνάται η δυναμική απόκριση κρυογενικών δεξαμενών υγροποιημένου φυσικού αερίου υποκείμενων σε δράση σεισμού. Επειδή οι εν λόγω δεξαμενές αποτελούν κρίσιμα στοιχεία για τη λειτουργία ενός συστήματος διανομής φυσικού αερίου και επειδή ενδεχόμενη καταστροφική αστοχία τους θα είχε δυσβάστακτες κοινωνικές επιπτώσεις, ιδιαίτερα αυστηρές απαιτήσεις ισχύουν σχετικά με τον αντισεισμικό σχεδιασμό τους. Για το σχεδιασμό έναντι σεισμού προδιαγράφονται συνήθως ένα σεισμικό γεγονός με μέση περίοδο επαναφοράς της τάξης των 500 ετών, κατά το οποίο οι δεξαμενές απαιτείται να παραμένουν πλήρως λειτουργικές, και ένα σεισμικό γεγονός με μέση περίοδο επαναφοράς της τάξης των 5000 έως 10000 ετών, κατά το οποίο απαιτείται η εξασφάλιση της ασφαλούς διακοπής της λειτουργίας των δεξαμενών, ενώ ελάχιστη μόνο βλάβη είναι αποδεκτή στα δομικά στοιχεία τους. Οι εν λόγω δεξαμενές αποτελούνται από δύο κελύφη: Ένα εξωτερικό κυλινδρικό κέλυφος από προεντεταμένο σκυρόδεμα με θολωτή στέγη από οπλισμένο σκυρόδεμα και ένα εσωτερικό κέλυφος από κρυογενικό χάλυβα, εντός του οποίου αποθηκεύεται το προϊόν. Τα δύο κελύφη εδράζονται σε κοινή πλάκα βάσης. Στην εργασία αυτή εξετάζονται δύο εναλλακτικοί τρόποι έδρασης της πλάκας βάσης: α) απλή έδραση επί του διαμορφωμένου εδάφους και β) εφαρμογή κάποιας διάταξης σεισμικής μόνωσης επί της οποίας εδράζεται η πλάκα βάσης. Ειδικότερα, εξετάζονται τα ακόλουθα συστήματα σεισμικής μόνωσης: α) μόνωση με ελαστομεταλλικά εφέδρανα με ελαστομερές υψηλής απόσβεσης, β) μόνωση με ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μόλυβδου, και γ) μόνωση με συνδυασμό γραμμικών ελαστομεταλλικών εφεδράνων και μη γραμμικών αποσβεστήρων. Στις ιδιαιτερότητες του δυναμικού προβλήματος περιλαμβάνονται, εκτός από την επίδραση της μόνωσης, η δυναμική αλληλεπίδραση των δύο κελυφών, η δυναμική αλληλεπίδραση υγρού-δεξαμενής, ο κυματισμός της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού και η δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους-δεξαμενής. Τα φαινόμενα αυτά λαμβάνονται υπόψη στην ανάλυση. Για τη μελέτη του κυματισμού της ελεύθερης επιφάνειας χρησιμοποιείται η γραμμική θεωρία κυμάτων. Για τη μελέτη της αλληλεπίδρασης υγρού-δεξαμενής εφαρμόζεται μια προσέγγιση τύπου Lagrange με χρήση πεπερασμένων στοιχείων υγρού. Για τη μελέτη της αλληλεπίδρασης εδάφους-δεξαμενής χρησιμοποιούνται συγκεντρωμένα στοιχεία δυσπαραμορφωσιμότητας και απόσβεσης. Επίσης, συγκεντρωμένα στοιχεία δυσπαραμορφωσιμότητας και απόσβεσης χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση των συστημάτων μόνωσης. Τα χαρακτηριστικά των παραπάνω συγκεντρωμένων στοιχείων για την προσομοίωση της αλληλεπίδρασης εδάφους-δεξαμενής και των συστημάτων μόνωσης επιλέγονται με βάση ρεαλιστικές υποθέσεις για τις δυναμικές ιδιότητες του εδάφους θεμελίωσης και τα χαρακτηριστικά των συστημάτων μόνωσης. Δύο περιπτώσεις υφιστάμενων δεξαμενών υιοθετούνται προς ανάλυση. Οι δύο δεξαμενές διαφέρουν κυρίως ως προς τη χωρητικότητα και το λόγο ύψους προς ακτίνα. Και οι δύο δεξαμενές έχουν μελετηθεί και κατασκευαστεί χωρίς σεισμική μόνωση. Ένα συνθετικό επιταχυνσιογράφημα συμβατό με το φάσμα απόκρισης σχεδιασμού του Ευροκώδικα 8 για λόγο απόσβεσης 5%, για την αντίστοιχη κατηγορία εδάφους και για μέγιστη εδαφική επιτάχυνση λίγο μεγαλύτερη από αυτή για την οποία είναι σχεδιασμένες οι δεξαμενές περιγράφει τη διέγερση της κατασκευής στην οριζόντια διεύθυνση. Για την ανάλυση αναπτύσσεται ένα συνολικό παραμετρικό προσομοίωμα πεπερασμένων στοιχείων το οποίο περιλαμβάνει τα δύο κελύφη και το αποθηκευμένο υγρό. Στο προσομοίωμα συμπεριλαμβάνονται, ανάλογα με την περίπτωση που κάθε φορά αναλύεται, τα κατάλληλα στοιχεία για την προσομοίωση της αλληλεπίδρασης εδάφους-δεξαμενής ή των διαφόρων συστημάτων μόνωσης. Το προσομοίωμα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των ιδιομορφών και την πραγματοποίηση δυναμικών γραμμικών και μη γραμμικών αναλύσεων με ολοκλήρωση στο πεδίο του χρόνου. Οι μη γραμμικές αναλύσεις είναι αναγκαίες για να ληφθεί υπόψη με ρεαλιστικό τρόπο η έντονα μη γραμμική συμπεριφορά των συστημάτων μόνωσης. Στην περίπτωση αυτή η μη γραμμικότητα είναι συγκεντρωμένη στα στοιχεία που προσομοιώνουν τη μόνωση ενώ για την υπόλοιπη κατασκευή γίνεται σε κάθε περίπτωση η παραδοχή γραμμικής συμπεριφοράς. Η παραδοχή αυτή προκύπτει από το γεγονός ότι για τις δεξαμενές αυτού του τύπου η αποδεκτή βλάβη, και επομένως μη γραμμικότητα στη συμπεριφορά, των δομικών στοιχείων είναι ελάχιστη. Παρουσιάζονται επιλεγμένα αποτελέσματα των αναλύσεων που πραγματοποιήθηκαν με χρήση του προσομοιώματος πεπερασμένων στοιχείων. Τα αποτελέσματα αυτά αναφέρονται κυρίως στην τέμνουσα βάσης, τη ροπή ανατροπής, τις οριζόντιες μετακινήσεις της κατασκευής σε διάφορες στάθμες και το ύψος του κυματισμού. Έμφαση δίνεται στην ποσοτικοποίηση της επίδρασης της αλληλεπίδρασης εδάφους-δεξαμενής και της σεισμική μόνωσης στα ανωτέρω μεγέθη. Η εργασία τελειώνει με γενικά συμπεράσματα. / In the present work the dynamic response of liquefied natural gas cryogenic tanks subjected to earthquake action is investigated. Since these tanks are critical elements for the function of a natural gas distribution system and because a potential failure of them could lead to a major disaster, very severe requirements concerning the seismic design of these tanks are imposed. For the design against earthquake action two seismic events are generally considered: an event with a mean return period of 475 years during which the tanks are expected to remain fully operational and an event with a mean return period of the order of 5000 to 1000 years during which the safe shut down of the tanks is to be ensured, while minimum damage is accepted at the structural parts of the tanks. The type of tanks under consideration is constituted of two shells: an outer one made of prestressed concrete and an inner one made of cryogenic steel in which the product is stored. Both shells rest on a common base slab. In these work two alternative ways for the support of this slab are examined: a) the slab lays directly on the ground and b) the slab lays on a number of devices which provide seismic isolation. The following isolation systems are examined. a) high damping rubber bearings, b) lead core rubber bearings and c) low damping rubber bearing in conjunction with non-linear viscous dampers. The examined structural dynamic problem is characterised by certain particularities, besides the one of the implementation of an isolation system. The most important of them are sloshing of the free surface, dynamic fluid-structure interaction, dynamic soil-structure interaction and interaction between the inner and outer shell. These phenomena are taken into consideration in the preformed analyses. For the modeling of the free surface effect the realistic assumption of small wave height is made and the linear wave theory is employed. For the modeling of the fluid-structure interaction a Lagrangian approach is applied using finite elements for the modeling of the liquid and the solid domain. The soil-structure interaction is simulated by using concentrated stiffness and damping elements. Concentrated stiffness and damping elements are used for the modeling of the isolation systems as well. Two cases of existing tanks are adopted for analysis. The two tanks differ mainly in capacity and in the height to radius ratio. Both tanks are designed and constructed without seismic isolation. A global parametric finite element model is developed for the analyses. In this model the appropriate elements are incorporated for the modeling of the soil-structure interaction and the seismic isolation system, depending on the analysed case. The model is used for the calculation of eigenmodes and eigenfrequencies and for performing linear and non-linear transient analyses in time domain. Non-linear analyses are necessary in order for the highly non-linear behavior of the isolation devices to be properly simulated. In these cases the non-linearity is concentrated at the elements which simulate the seismic isolation system while the rest of the structure is considered elastic in all cases. This consideration is justified by the fact that for these tanks the acceptable damage, and consequently non-linearity in the behavior of the structural part, is minimum. Selective results of the performed analyses are presented. These results refer mainly to base shear forces, overturning moments, horizontal displacements at different levels of the tank and sloshing heights. Emphasis is on the quantification of the impact of the soil-structure interaction and the implementation of the examined seismic isolation systems.