Οι προσμίξεις παίζουν ένα σημαντικό ρόλο σε διάφορες φυσικές ιδιότητες όπως οι οπτικές, ηλεκτρικές, και σε φαινόμενα μεταφοράς. Η μελέτη των καταστάσεων υδρογονοειδών προσμίξεων είναι ένα από τα κύρια προβλήματα σε ημιαγώγιμα χαμηλοδιάστατα συστήματα επειδή η παρουσία τους επηρεάζει σημαντικώς την κινητικότητα των ηλεκτρονίων και τις οπτικές ιδιότητες. Έτσι, τα προηγούμενα χρόνια, πολλές θεωρητικές και πειραματικές έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί για τη διερεύνηση των καταστάσεων πρόσμιξης σε χαμηλοδιάστατες κβαντικές δομές, όπως κβαντικά πηγάδια και κβαντικά καλώδια. Προσφάτως, οι καταστάσεις πρόσμιξης σε μηδενικής διάστασης συστήματα, όπως συσσωματώματα, μικροκρυσταλλίτες, νανοράβδους και κβαντικές τελείες έχουν προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον. Ωστόσο, υπάρχουν λίγες μελέτες που διερευνούν τη συμπεριφορά προσμίξεων που βρίσκονται στην επιφάνεια νανοκρυστάλλων στα πλαίσια της προσέγγισης της ενεργού μάζας. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης ενός μαγνητικού κι ενός ηλεκτρικού πεδίου αλλά και της υδροστατικής πίεσης πάνω στην ενέργεια σύνδεσης της θεμελιώδους κατάστασης μιας υδρογονοειδούς πρόσμιξης που εντοπίζεται στην επιφάνεια μιας ημιαγώγιμης κβαντικής τελείας. Οι υπολογισμοί βασίστηκαν στη μέθοδο μορφοποίησης δυναμικού, μια ακριβή αριθμητική μέθοδο που έχει αναπτυχθεί για να λύνει τη χρονο-ανεξάρτητη εξίσωση Schro ̈dinger για οποιοδήποτε αυθαίρετο δυναμικό αλληλεπίδρασης. Το κεφάλαιο 1 είναι η εισαγωγή της εργασίας, το κεφάλαιο 2 εξηγεί τις μεθόδους επίλυσης της εξίσωσης του Schro ̈dinger, ενώ το κεφάλαιο 3 περιγράφει τη θεωρία για ένα σύστημα σαν κι αυτό που χρησιμοποιήθηκε στην εργασία. Το κεφάλαιο 4 απεικονίζει τα αποτελέσματα σχετικά με την ενέργεια σύνδεσης της υδρογονοειδούς πρόσμιξης και τέλος το κεφάλαιο 5 κάνει αναφορά στα συμεράσματα που μπορούν να εξαχθούν. / Impurities play an elementary role in several physical properties like optical, electrical, and transport phenomena. The study of the hydrogenic impurity states is one of the main problems in semiconductor low dimensional systems because their presence influences greatly the electronic mobility and optical properties. Thus, in the past many years, much theoretical and experimental work is involved in investigating the impurity states in low dimensional quantum structures, such as quantum well (QW) and quantum well-wire (QWW). Recently, the impurity states in zero-dimensional (0D) systems, such as cluster, microcrystallines, nanorods, (NRs) and quantum dots (QDs) have drawn increasingly attentions. However, there are few works investigating the behavior of the impurities located at the surface of nanocrystals in the framework of effective-mass approximation. The purpose of the present work is to investigate the effect of a magnetic and electric field and hydrostatic pressure on the ground-state binding energy of a hydrogenic impurity located at the surface of a semiconductor QD. Calculations were based on the potential morphing method (PMM), an accurate numerical method which has been developed to solve the time independent Schro ̈dinger equation for any arbitrary interaction potential. Chapter 1 is the introduction of this project, chapter 2 explains the methods for solving the Schro ̈dinger equation, while chapter 3 describes the theory for a system like that used to this project. Chapter 4 shows the results on the binding energy of the hydrogenic impurity and finally chapter 5 makes reference to the conclusions that can be made.

Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αντικεραυνική προστασία όσον αφορά ευαίσθητους ηλεκτρονικούς εξοπλισμούς και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Προτού όμως αναφερθούν τρόποι και συσκευές προστασίας ή δοθούν κάποια παραδείγματα εφαρμογών σε εγκαταστάσεις και εξοπλισμούς κάποιων χωρών, πρέπει να γίνει μια εισαγωγική αναφορά γύρω από τον πυρήνα αυτής της εργασίας: τον κεραυνό. Έτσι, στο 1ο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή κάποιων εισαγωγικών εννοιών σχετικά με τον κεραυνό. Ξεκινώντας από τη φόρτιση των σύννεφων και στο πως αυτή γίνεται, καταλήγουμε στα διάφορα είδη κεραυνών. Ακολουθεί η εξομοίωση στο εργαστήριο με ορισμένα μεγάλα διάκενα εκκένωσης του κεραυνού. Στη συνέχεια αναλύεται ο μηχανισμός των ατμοσφαιρικών εκκενώσεων μέσα από τρείς φάσεις: έναρξη οχετού (οχετός προεκκένωσης), φάση του οχετού επιστροφής και ο συνδετικός οχετός. Τέλος, γίνεται ανάλυση και μοντελοποίηση του ρεύματος κεραυνού και των παραμέτρων του. Οι βλάβες στις μονάδες ισχύος ενός υπαίθριου ηλεκτρονικού εξοπλισμού, απαντώνται συχνά εξαιτίας των κρουστικών ρευμάτων των κεραυνών που επάγονται πάνω στις AC γραμμές τροφοδοσίας. Οι αιτίες για τις βλάβες αυτές είναι ότι τα κρουστικά ρεύματα λόγω κεραυνών, ενεργοποιούν το κύκλωμα ασφαλείας της μονάδας ισχύος. Στο 2ο κεφάλαιο, για να αποσαφηνίσουμε τους μηχανισμούς των βλαβών αυτών, μετρήσαμε τα κρουστικά ρεύματα πάνω στις γραμμές. Οι μετρημένες κυματομορφές ήταν αρκετά μεγαλύτερες από τις τυποποιημένες κυματομορφές, που έχουν οριστεί από το Κ.44 του ITU-T. Επίσης, η πιθανότητα εμφάνισης κρουστικών ρευμάτων πάνω σε AC γραμμές τροφοδοσίας ήταν 20 φορές μεγαλύτερη από ότι να εμφανιστεί σε γραμμές τηλεπικοινωνιών. Όταν ένα κτίριο πλήγεται από κεραυνό, ένα μεγάλο μέρος του κρουστικού ρεύματος ρέει μέσω του συστήματος γείωσης προς το έδαφος και ένα μέρος του διαρρέει μέσω των ηλεκτρικών καλωδιώσεων του κτιρίου, οι οποίες προστατεύονται από SPD (Surge Protective Device). Στο 3ο κεφάλαιο, γίνεται αριθμητική ανάλυση της κατανομής του ρεύματος κεραυνού σε ένα πληγέν κτίριο, μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού και ενός κυκλωματικού μοντέλου. Σύμφωνα με την κατανομή του ρεύματος και για διάφορα συστήματα καλωδίωσης, καταλήξαμε ότι το ποσοστό του ρεύματος στις καλωδιώσεις στα υψηλότερα και στα χαμηλότερα πατώματα είναι τα μεγαλύτερο και συγκλίνει σε μία σταθερή τιμή όσο το κτίριο ψηλώνει. Όσον αφορά τα μεσαία πατώματα, είναι ασήμαντα μικρό. Αυτό το αποτέλεσμα μας είναι πάρα πολύ χρήσιμο στον προσδιορισμό της ενεργειακής κατάταξης του SPD. Συχνά ακούμε για ζημιές σε ηλεκτρικό/ηλεκτρονικό εξοπλισμό ενός κτιρίου που προκαλούνται από ρεύμα κεραυνού, ακόμα και αν η απόσταση της ηλεκτρονικής συσκευής από το σημείο πλήγματος του κεραυνού είναι μερικές εκατοντάδες μέτρα μακριά. Στο 4ο κεφάλαιο, εξετάζουμε τα ποσοστά του ρεύματος που μεταφέρονται μέσω των γραμμών τροφοδοσίας μιας κατοικημένης περιοχής από το πληγέν κτίριο στα γειτονικά του. Στο 5ο κεφάλαιο εξετάζουμε το επακόλουθο της επικίνδυνης υπέρτασης, λόγω πλήγματος κεραυνού στο LPS (Lightning Protection System) ενός κτιρίου, όπως επίσης και τα επιμέρους ρεύματα που ρέουν στις εσωτερικές εγκαταστάσεις που συνδέονται με τη ράβδο ισοδυναμικής σύνδεσης (bonding bar) και το σύστημα τερματισμού γείωσης. Μετρήσαμε τα ρεύματα κεραυνού στις εισερχόμενες γραμμές του κτιρίου για διαφορετικές εισόδους έγχυσης του κρουστικού ρεύματος, έτσι ώστε να καταλήξουμε στην κατάλληλη επιλογή και σύμπλεξη του σετ των SPD, της προστατευόμενης συσκευής χαμηλής τάσης. Επιπλέον, μετρήσαμε την κατανομή του ρεύματος και την πτώση τάσης για διαφορετικά σετ των SPD (switching και limiting) και για διαφορετικούς κατασκευαστές, σε διάφορα σημεία των μοντελοποιημένων κυκλωμάτων του οικοδομήματος. Στο 6ο κεφάλαιο, αναπτύσσονται οι δίσκοι ΖnO με ικανότητα αντοχής σε υψηλή ενέργεια, για χαμηλής τάσης συσκευές προστασίας από υπερφορτίσεις. Αυτό το πετυχαίνουμε βελτιώνοντας την χημική σύνθεση, την κατασκευαστική επεξεργασία και τον σχεδιασμό των ηλεκτροδίων των δίσκων αυτών. Οι μεταβλητές αντιστάσεις (Varistors) είναι από τα πιο κοινά χρησιμοποιούμενα προστατευτικά εξαρτήματα στα συστήματα χαμηλής τάσης. Είναι πολύ σημαντικό να εντοπίσουμε και να αντικαταστήσουμε τις φθαρμένες μεταβλητές αντιστάσεις με σκοπό να αποφύγουμε οποιεσδήποτε ζημιές στη προστατευόμενη συσκευή. Στο 7ο κεφάλαιο, μελετάμε την συμπεριφορά των χαμηλής τάσης μεταβλητών αντιστάσεων λόγω του επαναληπτικού κρουστικού ρεύματος με ρυθμό επανάληψης 10 έως 60 sec. Λεπτομερείς αναλύσεις έγιναν για να έχουμε μια ξεκάθαρη αντίληψη για τις αλλαγές των χαρακτηριστικών της μεταβλητής αντίστασης κάτω από ένα τέτοιο περιβάλλον. Οι περισσότερες από τις φυσικές ζημιές (90%) παρατηρήθηκαν στην επιφανειακή επίστρωση των αντιστάσεων. Οι επιφανειακές ηλεκτρικές εκκενώσεις θα μπορούσε να είναι ο κύριος λόγος για αυτόν τον τύπο ζημιών. Η διηλεκτρική συμπεριφορά της επιφανειακής επίστρωσης της μεταβλητής αντίστασης και του συστήματος του ηλεκτροδίου επαφής, καθώς και οι κατασκευαστικές ατέλειες της επιφανειακής επίστρωσης της μεταβλητής αντίστασης θα μπορούσαν να έχουν σημαντική επίδραση στην χωρητικότητα αντοχής. Έχει παρατηρηθεί ότι ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορούν να εμφανιστούν και οι μεταβλητές αντιστάσεις μπορούν να υποστούν φυσική ζημιά πριν αυτό φτάσει στην τάση επιβολής αποτυχημένης λειτουργίας. Συνεπώς καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η τάση επιβολής αποτυχημένης λειτουργίας δεν θα εμφανιστεί κατά την διάρκεια του περιβάλλοντος επαναληπτικού κρουστικού ρεύματος. Τέλος, στόχος του 8ου κεφαλαίου είναι να παρουσιάσει πρακτικές διαδικασίες μετριασμού και βελτιώσεις εφαρμοσμένες σε σύστημα αντικεραυνικής προστασίας (Σ.Α.Π.) ενός ευαίσθητου εξοπλισμού, ο οποίος αποτελείται από κινητές και σταθερές κάμερες ασφαλείας εγκατεστημένες σε υποσταθμό με πίνακες σταθμών ισχύος. Αυτοί είναι κατασκευασμένοι σε μια γεωγραφική περιοχή μεγάλης πρόσπτωσης κεραυνών και σε μια περιοχή με έδαφος μεγάλης ειδικής αντίστασης. Διαδικασίες και εφαρμογές που αφορούν την θεμελίωση και την γείωση των καμερών ασφαλείας θα εξεταστούν, το ίδιο καλά όπως και η εγκατάσταση των αλεξικέραυνων της γραμμής ισχύος. / The subject of this project is the lightning protection for electrical/electronic equipments with low voltage devices. But before being reported ways and protection devices or given some examples of applications for electrical installations in some countries, should be an introductory reference around the core of this work: the lightning. Thus, chapter 1 contains a description of some import concepts about lightning. Starting from the charge of the clouds and how it is, we arrive at the different types of lightning. Here the simulation in the laboratory with some major gaps evacuation for some of the conclusions of the lightning discharges. Then analyze the mechanism of atmospheric discharges through three phases: entry drain, phase of the return drain and the connecting drain. Finally an analysis and modeling of lightning current and his parameters became. Malfunctions on power units frequently occur due to lightning surge currents induced on ac mains lines of access network equipment installed at outdoor locations. The reasons for malfunctions are that the lightning surge current unnecessarily trips a circuit breaker of a power unit. In chapter 2, to clarify the mechanisms of the malfunctions, we have measured the lightning surge current on ac mains lines of access network equipment. The measured waveforms of the lightning surge current were much longer than those of combination waves defined by K.44 of ITU-T, and the occurrence probability of surge current on ac mains lines was 20 times higher than that on telecommunication lines. When lightning strikes a building, a part of it’s diverted to ground via the external lightning protection system and the grounding system, and another part flows through the electrical wirings of a building, which protected by surge protective devices (SPD). In chapter 3, became a numerical electromagnetic analysis on lightning current distribution inside of directly stricken building, by the electromagnetic model and a simple circuit model of the wirings. According to calculated portion of lightning current and for different wiring systems, concluded that the portion of the lightning current into the wiring on the top and on the bottom floors are the largest, and they converge on constant values at a tall building. Those into wirings on the middle floors are negligibly small. This result is useful in determining energy ratings of SPD. We often hear about damages at electrical/electronic equipment caused by a lightning current although the distance between the lightning stroke and the electronic device is often several hundred meters. In chapter 4, we investigate the portion of lightning current that flows from the stricken building to the next buildings via the supply lines. In chapter 5, we investigate the overvoltage hazard resulting from lightning strikes to the LPS and the partial currents entering the internal installations connected with bonding bar and earth termination system. We calculated the lightning current at the incoming lines of the building for different injection points of lightning current, in order to select the co-ordination of SPD sets, of low-voltage protected device. Also, we calculated the measurements of lightning current distribution and voltage drops in different points and elements of two-stages of SPD sets of different types (switching and limiting) and producers. In chapter 6, we investigate the development of ZnO disks with high energy withstand capability for low voltage surge protected devices. We accomplish that by some modifications of chemical composition, by optimization of manufacturing process and by electrode design of those disks. Varistors are one of the most commonly used protective components in the low voltage systems. It is very important to detect and replace the deteriorated varistors to avoid any damages to the protected system. In chapter 7, we investigate the behavior of low voltage varistors due to repetitive current impulses with the rate of 10 sec to 60 sec. Detailed analysis was done to have the clear idea about the changes of varistor characteristic under repetitive current impulse environment. Most of the physical damages (90%) observed are at the surface coating of the varistors. Surface flashovers could be the main reason for this type of damages. Dielectric behavior of the varistor surface coating and the electrode contact system, and manufacturing defects of the varistor surface coating could be a major influence on withstand capability under the repetitive impulses. It was observed that the surface flashovers may occur and varistors may physically damage before it reach to the clamping voltage failure mode. Therefore it can conclude that the clamping voltage failure mode will not occur during the repetitive impulse environment. Finally, the goal of chapter 8 is to present practical mitigation procedures and improvements applied to the lightning protection system of sensitive equipment, which is composed of moving and stationary security cameras installed in power substation switchyards. They were built in a geographic area of large incidents of lightning strokes and in a region with a high resistivity soil. Practical procedures concerning the grounding and earthing of security cameras are discussed, as well as the installation of power line surge arresters.

Η θερμοδυναμική ανάλυση του κύκλου Brayton υποδεικνύει ότι η θερμική απόδοση και το ειδικό έργο εξόδου ενός αεριοστρόβιλου μπορούν να βελτιωθούν με την αύξηση της θερμοκρασίας εισόδου των αεριών της καύσης στον στρόβιλο. Επιπλέον, οι αυξημένες θερμοκρασίες εισόδου στον στρόβιλο συνοδεύονται και από μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, ενώ σε αεροπορικές εφαρμογές οι υψηλότερες θερμοκρασίες έχουν ώς αποτέλεσμα την αύξηση της ώσης του κινητήρα. Δυστυχώς όμως, οι υψηλές αυτές θερμοκρασίες θέτουν σε κίνδυνο την ακεραιότητα των εξαρτημάτων του στροβίλου υψηλής πίεσης και ειδικότερα τα πτερύγια (blades) του στροβίλου και το δάπεδο (endwall) στο οποίο τα πτερύγια αυτά είναι προσκολλημένα. Στους μοντέρνους κινητήρες, η θερμοκρασία εισόδου στον στρόβιλο μπορεί να φτάνει και στα επίπεδα των 1900Κ, θερμοκρασία η οποία υπερβαίνει το σημείο τήξης των υλικών από τα οποία είναι κατασκευασμένα τα εξαρτήματα του στροβίλου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα εξαρτήματα του στροβίλου να λειτουργούν σε πολύ σκληρότερο περιβάλλον απ' ότι στο παρελθόν. Η διατήρηση επαρκούς διάρκειας ζωής στις υψηλές αυτές θερμοκρασίες απαιτεί την ανάπτυξη νέων υλικών κατασκευής και αποτελεσματικών μεθόδων ψύξης για τα εξαρτήματα του στροβίλου. Για την αντιμετώπιση και την αποφυγή της αστοχίας των πτερυγίων (blades) και των δάπεδων (endwall) των πτερυγικών διακένων στους στροβίλους, η μέθοδος του "film cooling" έχει ενσωματωθεί στον σχεδιασμό τους. Κατά την διεργασία της ψύξης των εξαρτημάτων με την μέθοδο αυτή, ψυχρός αέρας αφαιμάσσεται από το στάδιο του συμπιεστή, διοχετεύεται μέσω εσωτερικών θαλάμων του κινητήρα στα εξαρτήματα του στροβίλου και εγχέεται μέσω διακριτών οπών στα τοιχώματα των πτερυγίων και των δαπεδικών τοιχωμάτων. Μετά την έξοδο του από τις οπές, ο ψυκτικός αέρας σχηματίζει ένα λεπτό, προστατευτικό στρώμα-φιλμ μεταξύ των θερμών αερίων της καύσης και της μεταλλικής επιφάνειας των εξαρτημάτων. Μια εκ των κρίσιμων περιοχών οι οποίες υποβάλλονται σε αυξημένους ρυθμούς μετάδοσης θερμότητας είναι και η περιοχή γύρω από την περιφέρεια σύνδεσης των πτερυγίων (blades) με τα δάπεδα (endwalls) του στροβίλου. Η περιοχή αυτή κυριαρχείται από την παρουσία ισχυρών τρισδιάστατων δευτερογενών ροών (γνωστές και ώς junction flows) οι οποίες προκαλούν αύξηση των τοπικών ρυθμών μετάδοσης θερμότητας στην περιοχή της τάξης του 350%. Επιπλέον, οι ροές αυτές, εμποδίζουν την διείσδυση ψυκτικού ρευστού στην προβληματική περιοχή εκτοπίζοντας το μακριά από την επιφάνεια του δαπέδου πριν αυτό προλάβει να παράσχει ικανοποιητική ψύξη. Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής, είναι η μελέτη, ανάπτυξη και δοκιμή (τόσο πειραματικά όσο και υπολογιστικά) μιας πρωτότυπης γεωμετρίας ψύξης (με την μέθοδο του film cooling), για την αποτελεσματική αντιμετώπιση του προβλήματος της υπερθέρμανσης της περιοχής σύνδεσης του πτερυγίου – δαπέδου κυρίως γύρω από το επίπεδο του χείλους προσβολής. Το κύριο χαρακτηριστικό της πρωτότυπης μεθόδου έγχυσης είναι ότι το ψυκτικό εκχέεται κατά τέτοιο τρόπο έτσι ώστε οι ροϊκές γραμμές του ψυκτικού να υποβοηθούνται από την περιστροφική κίνηση των τοπικών τρισδιάστατων ροών. Η πολυπλοκότητα του προβλήματος ψύξης της συγκεκριμένης περιοχής προκύπτει από δύο στοιχεία. Πρώτον, όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, η ροή στην περιοχή σύνδεσης κοντά στο τοίχωμα χαρακτηρίζεται από πολύπλοκη τρισδιάστατη δομή. Δεύτερον, το πρόβλημα χαρακτηρίζεται από τρείς θερμοκρασίες: την θερμοκρασία της κύριας ροής, την θερμοκρασία του τοιχώματος και την θερμοκρασία του ψυκτικού αέρα. Για την πλήρη διερεύνηση των χαρακτηριστικών της προτεινόμενης μεθόδου ψύξης η εργασία περιλαμβάνει τόσο πειραματικό όσο και υπολογιστικό σκέλος: Υπολογιστικό Σκέλος (Computational part): Ο επιτυχής σχεδιασμός μιας πιθανής γεωμετρίας ψύξης για την συγκεκριμένη περιοχή του δαπέδου (endwall) απαιτεί την γνώση και κατανόηση της τοπικής ροής μέσα στην οποία το τζετ του ψυκτικού πρόκειται να εισέλθει. Επιπλέον, είναι σημαντική η κατανόηση της αλληλεπίδρασης που αναμένεται μεταξύ του ψυκτικού αέρα με την τοπική τρισδιάστατη ροή. Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (Computational Fluid Dynamics) για την πρόβλεψη του σχετικού τρισδιάστατου βασικού πεδίου ροής στην περιοχή σύνδεσης του πτερυγίου (blade) - δαπέδου (endwall). Έγιναν προσομοιώσεις τόσο για την βασική γεωμετρία απουσία έγχυσης (οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν ως πεδίο αναφοράς) όσο και προσομοιώσεις παρουσία της πρωτότυπης έγχυσης οι οποίες αφορούσαν την επίδραση διαφόρων παραμέτρων στην αποτελεσματικότητα της ψύξης της προβληματικής περιοχής. Στις προσομοιώσεις υιοθετήθηκε η εξής θερμοκρασιακή κατανομή: Θερμό δάπεδο (endwall) - Θερμότερη κύρια ροή (mainstream) - Ψυχρός αέρας έγχυσης, η οποία είναι και αντίστοιχη με αυτήν που εμφανίζεται σε πραγματικές εφαρμογές. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων βοήθησαν στην κατανόηση του ροϊκού πεδίου στην περιοχή σύνδεσης τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά σε ότι αφορά τα σχετικά μεγέθη των ροϊκών δομών και των αεροδυναμικών χαρακτηριστικών τις περιοχής. Αυτό είχε ώς αποτέλεσμα τον αποτελεσματικό σχεδιασμό της πρωτότυπης γεωμετρίας έγχυσης. Επιπλέον, οι υπολογιστικές προβλέψεις ήταν πολύ βοηθητικές προς την κατεύθυνση κατανόησης και ερμηνείας των πειραματικών αποτελεσμάτων, αφού παρείχαν την δυνατότητα συσχέτισης της προκύπτουσας κατανομής της θερμοκρασίας στο δάπεδο (endwall) με τις τοπικές τρισδιάστατες ροές. Πειραματικό Σκέλος (Experimental part): Για την πειραματική διερεύνηση της αποτελεσματικότητας της προτεινόμενης μεθόδου ψύξης, χρησιμοποιήθηκε μια νέα τεχνική η οποία αναπτύχθηκε ως μέρος της παρούσας εργασίας, υιοθετώντας θερμοκρασιακή κατανομή αντίστροφη από αυτήν που χρησιμοποιήθηκε για τις υπολογιστικές προβλέψεις, π.χ. Ψυχρή κύρια ροή (mainstream) - Θερμό πλαϊνό τοίχωμα (endwall) - Θερμότερος αέρας έγχυσης. Χρησιμοποιώντας την μέθοδο αυτή και με την χρήση υπέρυθρης θερμογραφίας (infrared thermography), ποσοτικοποιείται η αποτελεσματικότητα στην ψύξη του πλαϊνού τοιχώματος και προσδιορίζεται η περιοχή στην οποία η ψύξη είναι αποτελεσματική. Επιπλέον της ποιοτικής και ποσοτικής αποτίμησης της αποτελεσματικότητας της ψύξης, ήταν αναγκαίες αεροδυναμικές μετρήσεις για τον καθορισμό του αεροδυναμικού κόστους της προτεινόμενης μεθόδου ψύξης. Οι μετρήσεις αυτές, δίνουν μια ένδειξη του κατά πόσον η μέθοδος επηρεάζει την μεγέθυνση και ένταση των δευτερογενών ροών (π.χ. δίνη διακένου (passage vortex)) στην περιοχή κατάντη της ζώνης αλληλεπίδρασης του ψυκτικού τζετ με την τοπική τρισδιάστατη ροή. / The thermodynamic analysis of the Brayton cycle designates that the thermal efficiency and the specific work output of a Gas Turbine can be improved by increasing the Turbine Inlet Temperatures. Furthermore, increment of the turbine inlet temperatures also results into lower fuel consumption rates, while, if the gas turbine is meant for propulsion purposes, increment of the turbine inlet temperatures also results into increased engine thrust. Unfortunately, these high gas temperatures jeopardize the integrity of the high pressure turbine components and more particular, the turbine blades and the endwall on which the blades are attached. In modern turbines, the turbine inlet temperature may reach the level of 1900K, exceeding by far the melting temperature of the metal walls. As a result, the turbine components operate at much harsher environments than in the past. Maintaining adequate life in these high temperatures requires the development of new materials and manufacturing processes, as well as efficient cooling methods for the components of the turbine. In order to address and avoid the failure of the blades and endwall of a turbine cascade, the method of "film cooling" has been incorporated as part of the components design process. In the latter method, air is bled from the compressor stage, passed through internal chambers of the engine to the turbine components and is injected through discrete holes in the walls of the blades and the endwall, forming a thin protective layer film between the hot combustion gases and the metal surfaces of the parts. A critical region that is subjected into increased thermal stresses is the area around the leading edge - endwall juncture, which is inherently dominated by the presence of strong three dimensional secondary flows (also known as juncture flows) responsible for the increment of the local heat transfer rates to the order of 350%. Moreover, these flows, prevent the penetration of the fluid in the problematic area, displacing the coolant mass flux away from the surface of the endwall before providing adequate cooling. The subject of the current thesis, is the design, development and testing (both experimental and computational) of a prototype cooling scheme (with the method of film cooling), in order to effectively address the endwall overheating problem around the leading edge - endwall juncture, especially around the stagnation plane area. The main feature of the novel injection method is that the coolant air is ejected in such a way that the cooling effectiveness in the area is assisted by the rotational sense of local three-dimensional flows. The complexity of film cooling for the problematic area arises from two facts. Firstly, as mentioned previously the flow around the leading edge junction is characterized by complex three dimensional flows. Secondly, the problem is characterized by three temperatures: the temperature of the main flow, the endwall temperature and the temperature of the coolant air. In order to fully investigate the features and characteristics of the proposed cooling method, the work of the current thesis includes both, an experimental and a computational part: Computational part: The successful design of a possible cooling scheme for the particular region of the endwall requires the knowledge and understanding of local flow in which the coolant jet is to be entrained. Furthermore, it is important to understand the expected interaction between the coolant air and the local three-dimensional flow. For this purpose, the method of Computational Fluid Dynamics was employed for predicting the relevant three-dimensional flow field around the blade-endwall junction area. Simulations were made for both, the basic geometry in the absence of any coolant injection (which were used as a reference point) and simulations during the employment of the proposed coolant injection method which concerned the effect of various parameters on the cooling efficiency of the problematic area. For the simulations, the following temperature step was adopted: Warm endwall - Warmer main flow (mainstream) - Cold air injection, which is similar to that seen in real applications. The CFD predictions were very helpful towards understanding the relevant flow field in the junction area, both qualitatively and quantitatively in terms of the relative magnitudes of the flow structures and the aerodynamic characteristics of the flow in the region. Experimental part: For the experimental investigation regarding the effectiveness of the proposed cooling method, a new experimental technique was employed which was developed as part of the current thesis. In the latter technique, a reversed temperature step is adopted (when compared to the relevant temperature step adopted for the numerical simulations), e.g. Cold main flow (mainstream) - Warm endwall - Warmer air injection. Along with the use of infrared thermography, the endwall film cooling effectiveness is quantified and the region that the injection is effective is determined. In addition to the qualitative and quantitative evaluation of the cooling effectiveness, extensive aerodynamic measurements were necessary in order to evaluate the aerodynamic costs of the proposed cooling method. These measurements provide an indication of whether the cooling process affects the growth and intensity of secondary flows (e.g. passage vortex) in the region downstream of the coolant jet-local three-dimensional flow interaction.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να δώσει μια ανάλυση των ρημάτων ψυχικού πάθους της Νέας Ελληνικής βασισμένη σε δύο σημαντικούς παράγοντες: α) την συντακτική πραγμάτωση των ορισμάτων του κατηγορήματος και β) την μορφολογία της φωνής του ρήματος. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζω την κατηγορία ρημάτων ψυχικού πάθους που παρουσιάζει την εναλλαγή μεταξύ των δύο συντακτικών δομών Object Experiencer και Subject Experiencer με ταυτόχρονη εναλλαγή στην μορφολογία της φωνής του ρήματος μεταξύ της ενεργητικής και της μεσοπαθητικής. Το βασικό ερώτημα στο οποίο επιχειρώ να απαντήσω είναι εάν οι δομές Subject Experiencer με μεσοπαθητική μορφολογία στο ρήμα αποτελούν παθητικοποιημένες δομές των αντίστοιχων δομών Object Experiencer με ενεργητική μορφολογία στο ρήμα. Αρχικά, στο κεφάλαιο 1 συζητώ το πρόβλημα σύνδεσης των θεματικών ρόλων και των συντακτικών θέσεων που εμφανίζουν τα ρήματα ψυχικού πάθους γενικά, καθώς και τον τρόπο με τον οποίο τα ρήματα ψυχικού πάθους της Νέας Ελληνικής εκδηλώνουν αυτό το πρόβλημα. Στο πλαίσιο αυτό υποστηρίζω ότι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να μελετηθεί είναι η μορφολογία της φωνής του ρήματος. Έπειτα, στο κεφάλαιο 2 που αποτελεί το θεωρητικό πλαίσιο, παρουσιάζω α) τις σημαντικότερες συντακτικές αναλύσεις που έχουν προταθεί για την ερμηνεία της συμπεριφοράς των ρημάτων αυτών και, β) τις ιδιότητες και ερμηνείες της μεσοπαθητικής μορφολογίας της φωνής στην Νέα Ελληνική που αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την μελέτη των ρημάτων αυτών. Στο κεφάλαιο 3 επεκτείνω την κατηγοριοποίηση που έχει προταθεί για τα ρήματα ψυχικού πάθους, με βάση την συντακτική προβολή των ορισμάτων του κατηγορήματος και την μορφολογία της φωνής στα ρήματα αυτά και συζητώ την συντακτική συμπεριφορά κάθε κατηγορίας. Στο κεφάλαιο 4 εξετάζω σε βάθος μια συγκεκριμένη κατηγορία ρημάτων ψυχικού πάθους της Νέας Ελληνικής η οποία παρουσιάζει την εξής συμπεριφορά: τα ρήματα αυτά μπορούν να εμφανίζουν την εναλλαγή μεταξύ Object Experiencer και Subject Experiencer συντακτικών δομών, η οποία συνοδεύεται από εναλλαγή στην ρηματική μορφολογία της φωνής. Αρχικά, ελέγχω την δυνατότητα συντακτικής παθητικοποίησης των Object Experiencer ρημάτων κι έπειτα, εξετάζω την ερμηνεία των δομών Subject Experiencer με ρήμα μεσοπαθητικής μορφολογίας. Καταλήγω στο συμπέρασμα ότι μια Subject Experiencer δομή με ρήμα μεσοπαθητικής μορφολογίας μπορεί να έχει α) την παθητική δομή και ερμηνεία, και σε αυτή την περίπτωση παράγεται από την αντίστοιχη Object Experiencer ενεργητική δομή, β) την μέση δομή και ερμηνεία, όταν το ποιητικό αίτιο παραλείπεται και, γ) την αυτοπαθή δομή και ερμηνεία όταν η προθετική φράση που εμφανίζεται σε αυτή δηλώνει την αιτία. Αυτό εξαρτάται από την θέση στην όποια παράγεται το μεσοπαθητικό μόρφημα στην βαθεία δομή, στην παρουσία η όχι προσαρτήματος και στο είδος του προσαρτήματος αυτού. Στο κεφάλαιο 5 κάνω μια ανασκόπηση όλης της εργασίας και συνοψίζω τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την ανάλυση που έγινε στο τέταρτο κεφάλαιο. / The purpose of the present study is to provide an analysis of the psych verbs in Modern Greek which is based on two significant factors: a) the syntactic realization of the arguments of the predicate and b) the voice morphology of the verb. More specifically, I am examining a particular category of the Greek psych verbs: the category that involves at the same time an alternation between two syntactic structures, the Object Experiencer and the Subject Experiencer structures and an alternation between the active and the mediopassive voice morphology. The basic question which I will try to answer is whether the Subject Experiencer structures with the mediopassive voice morphology on the verb are the passivized forms of the corresponding Object Experiencer structures with the active voice morphology on the verb. First of all, in the first chapter I am discussing the linking problem between thematic roles and syntactic positions that the psych verbs generally pose, as well as the way in which this problem is manifested by the Greek psych verbs in particular. In this context, I claim that a very important factor that has to be investigated is the voice morphology of the verb. Moreover, in chapter 2, that is the theoretical background of the present study, I am presenting a) the most important syntactic analyses that have been proposed for the explanation of the behavior of these verbs and b) the properties and interpretations of the mediopassive voice morphology of the verb in Modern Greek that is a very significant factor for the study of these verbs. In chapter 3 I am expanding the categorization of the psych verbs that has been proposed, on the basis of the syntactic projection of the arguments of the predicate and the voice morphology of these verbs and I am discussing the syntactic behavior of each category. In chapter 4 I am examining in deep a specific category of psych verbs in Modern Greek which presents the following behavior: these verbs can involve the alternation between the Object Experiencer and the Subject Experiencer syntactic structures, which is combined with an alternation in the voice morphology of the verb. To begin with, I am examining the possibility of syntactic passivization of Object Experiencer verbs and then, I am investigating the interpretation of Subject Experiencer structures with a verb that has the mediopassive morphology. The conclusion to which I am reaching is that a Subject Experiencer structure with a verb that has the mediopassive morphology can have a) the passive structure and interpretation, and in this case the structure is derived by the corresponding Object Experiencer active structure, b) the middle structure and interpretation, when the agent is omitted and, c) the reflexive structure and interpretation when the prepositional phrase that is present in it expresses the cause. The aforementioned depends on the position in which the mediopassive morpheme is derived in the Deep Structure, on the presence or not of an adjunct and on the nature of this adjunct. In chapter 5 I am summarizing the whole study and providing a synopsis of the main conclusions of the analysis that was depicted in the fourth chapter.