Proposed Topics for Graduate Thesis

Νέα θέματα προτεινόμενων διπλωματικών 2023-2024

Μελέτη εμπέδησης/αγωγιμότητας παραδιακλαδωμένων πιεζοηλεκτρικών κυκλωμάτων για την απόσβεση ταλαντώσεων

Στόχος της εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου συντονισμού για παθητική πιεζοηλεκτρική απόσβεση που θα βασίζεται στην ηλεκτρική σύνθετη αντίσταση/αγωγιμότητα για την μέγιστη κατανάλωση ενέργειας τους σύστημα. Επιβεβαίωση της προτεινόμενης μεθόδου θα μπορεί να πραγματοποιηθεί με δοκιμή σε δοκό ή πλάκα.

Επιπλέον στοιχεία: προγραμματισμός matlab

Ενδεικτικές σχετικές μελέτες: K. Marakakis, G.K. Tairidis, P. Koutsianitis, G.E. Stavroulakis, Shunt piezoelectric systems for noise and vibration control: A review. Frontiers in Built Environment, 5, 64, 2019.

Daraki, M.-S.; Marakakis, K.; Stavroulakis, G.E. Modeling of Shunted Piezoelectrics and Enhancement of Vibration Suppression through an Auxetic Interface. Micromachines 2023, 14, 289. https://doi.org/10.3390/mi14020289

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης,  Δρ. Κ. Μαρακάκης, Υποψ. Δρ. Μ.-Σ. Δαράκη

Πειραματική διερεύνηση επιρροής παραδιακλαδωμένων πιεζοηλεκτρικών κυκλωμάτων για την απόσβεση ταλαντώσεων σε δοκό.

Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική διερεύνηση της επίδρασης των παθητικών κυκλωμάτων παραδιακλάδωση στην απόσβεση ταλαντώσεων σε έξυπνες κατασκευές. Οι δοκιμές θα πραγματοποιηθούν σε ευφυή συστήματα δοκών εξοπλισμένων με πιεζοηλεκτρικά στοιχεία στα οποία συνδέονται τα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Μπορεί να περιέχει σχεδιασμό και κατασκευή δοκιμίων με τρισδιάστατη εκτύπωση ή και των σχετικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.

Επιπλέον στοιχεία: συμμετοχή σε διεξαγωγή πειραμάτων, συλλογή μετρήσεων, επεξεργασία μέσω εντολών matlab.

Ενδεικτικές σχετικές μελέτες: K. Marakakis, G.K. Tairidis, P. Koutsianitis, G.E. Stavroulakis, Shunt piezoelectric systems for noise and vibration control: A review. Frontiers in Built Environment, 5, 64, 2019.

Daraki, M.-S.; Marakakis, K.; Stavroulakis, G.E. Modeling of Shunted Piezoelectrics and Enhancement of Vibration Suppression through an Auxetic Interface. Micromachines 2023, 14, 289. https://doi.org/10.3390/mi14020289

Ntintakis, I.; Stavroulakis, G.E. Infill Microstructures for Additive Manufacturing. Appl. Sci. 2022, 12, 7386. https://doi.org/10.3390/app12157386

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Κ. Μαρακάκης, Υποψ. Δρ. Μ.-Σ. Δαράκη

Μελέτες υπολογιστικής ακουστικής εσωτερικών και εξωτερικών χώρων.

Μέτρηση ή εκτίμηση ακουστικών χαρακτηριστικών εσωτερικών και εξωτερικών χώρων με χρήση θεωριών ακουστικής.

Επιπλέον στοιχεία: ευχέρεια με πειραματική δουλειά ή γνώση matlab ή γνώση/διάθεση για μάθηση εργαλείων επεξεργασίας σήματος.

Ενδεικτικές σχετικές μελέτες: Papadakis, N.M.; Stavroulakis, G.E. Handclap for Acoustic Measurements: Optimal Application and Limitations. Acoustics 2020, 2, 224-245.

Papadakis, N.M.; Stavroulakis, G.E. FEM Investigation of a Multi-Neck Helmholtz Resonator. Appl. Sci. 2023, 13, 10610. https://doi.org/10.3390/app131910610

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Ν. Παπαδάκης

Εκτίμηση μηχανικής συμπεριφοράς υλικών-κατασκευών με χρήση μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης βαθιάς εκπαίδευσης, με έμφαση στην αναγνώριση εικόνας.

Εκτίμηση της μηχανικής συμπεριφοράς υλικών-κατασκευών υπό στατικές ή δυναμικές φορτίσεις, χρησιμοποιώντας βάσεις δεδομένων που δημιουργούνται αριθμητικά, με χρήση της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων. Η εικόνα κατανομής τάσεων ή βλάβης θα χρησιμοποιηθεί για την εκπαίδευση τεχνητών νευρωνικών δικτύων αναγνώρισης εικόνας. Πιθανή χρήση εξισώσεων μηχανικής για την εκπαίδευση των νευρωνικών δικτύων (physics informed neural networks).

Σχετικές δημοσιεύσεις:

Motsa, S. M., G. Е. Stavroulakis, G. А. Drosopoulos, A data-driven, machine learning scheme used to predict the structural response of masonry arches, Engineering Structures 296 (2023) 116912

Protopapadakis, E., Schauer, M., Pierri, E., Doulamis, A.D., Stavroulakis, G.E., Böhrnsen, J.-U., Langer, S. A genetically optimized neural classifier applied to numerical pile integrity tests considering concrete piles (2016) Computers and Structures, 162, pp. 68-79.

Psychas, I.D., Schauer, M., Böhrnsen, J.-U., Marinaki, M., Marinakis, Y., Langer, S.C., Stavroulakis, G.E. Detection of defective pile geometries using a coupled FEM/SBFEM approach and an ant colony classification algorithm (2016) Acta Mechanica, 227 (5), pp. 1279-1291.

Spathopoulos, S.C.; Stavroulakis, G.E. Springback Prediction in Sheet Metal Forming, Based on Finite Element Analysis and Artificial Neural Network Approach. Appl. Mech. 2020, 1, 97-110.

Katsikis, D., Muradova, A. D. ., & Stavroulakis, G. E. . (2022). A Gentle Introduction to Physics-Informed Neural Networks, with Applications in Static Rod and Beam Problems. Journal of Advances in Applied & Computational Mathematics, 9, 103–128. https://doi.org/10.15377/2409-5761.2022.09.8

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης,  Δρ. Α. Μουρατίδου, Δρ. Γ. Δροσόπουλος

Μελέτη μηχανικής συμπεριφοράς σύνθετων υλικών με χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων 

Μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιούνται για την μελέτη προβλημάτων βέλτιστης συμπεριφοράς σύνθετων υλικών. Γίνεται χρήση μεθόδων βελτιστοποίησης (single ή multi-objective), βάσεων δεδομένων και τεχνητών νευρωνικών δικτύων για την πρόβλεψη της βέλτιστης συμπεριφοράς, σε στατικές και δυναμικές φορτίσεις. Πιθανή χρήση εξισώσεων μηχανικής για την εκπαίδευση των νευρωνικών δικτύων (physics informed neural networks).

Σχετικές δημοσιεύσεις:

Jeawon, Y., Drosopoulos, G.A., Foutsitzi, G., Stavroulakis, G.E., Adali, S. Optimization of graphene/fibre reinforced cantilever skew laminates for maximum fundamental frequency via non-uniform distribution of reinforcements, Thin-Walled Structures 189 (2023), 110903

Jeawon, Y., Drosopoulos, G.A., Foutsitzi, G., Stavroulakis, G.E., Adali, S., Optimization and analysis of frequencies of multi-scale graphene/fibre reinforced nanocomposite laminates with non-uniform distributions of reinforcements, Engineering Structures 228 (2021), 111525

Katsikis, D., Muradova, A. D. ., & Stavroulakis, G. E. . (2022). A Gentle Introduction to Physics-Informed Neural Networks, with Applications in Static Rod and Beam Problems. Journal of Advances in Applied & Computational Mathematics, 9, 103–128. https://doi.org/10.15377/2409-5761.2022.09.8

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης,  Δρ. Α. Μουρατίδου, Δρ. Γ. Δροσόπουλος, Υπ.Δρ. Μ.-Σ. Δαράκη

Μελέτη συμπεριφοράς αυξητικών υλικών σε συνθήκες φορτίου έκρηξης

Δημιουργία μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων αυξητικών υλικών (υλικά με αρνητικό λόγο Poisson) με στόχο τη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς έναντι φορτίου έκρηξης. Η μελέτη περιλαμβάνει την χρήση των αυξητικών υλικών για προστασία κατασκευών σε συνθήκες έκρηξης.

Σχετικές δημοσιεύσεις:

Sipho, G. Τ., Stavroulakis, G. E., Drosopoulos, G. A., Investigation of the Failure Response of Masonry Walls Subjected to Blast Loading Using Nonlinear Finite Element Analysis, Computation (2023), 11, 165.

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης,  Δρ. Γ. Δροσόπουλος

Ψηφιοποίηση κατασκευών και σύνδεση με ανάλυση για την εκτίμηση της δομικής τους ακεραιότητας

Δημιουργία γεωμετρικών και δομικών ψηφιακών διδύμων με χρήση φωτογραφίας, τεκμηρίωσης και προγραμμάτων ανάλυσης.

Σχετικές δημοσιεύσεις

Stavroulakis, G.E.; Charalambidi, B.G.; Koutsianitis, P. Review of Computational Mechanics, Optimization, and Machine Learning Tools for Digital Twins Applied to Infrastructures. Appl. Sci. 2022, 12, 11997. https://doi.org/10.3390/app122311997

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκη, Δρ. Β. Χαραλαμπίδη

Εφαρμογή μεθόδων πρόβλεψης μέσω χρονοσειρών σε μοντέλα μηχανικής

Χρήση υπαρχόντων δεδομένων εισόδου-εξόδου από μετρήσεις και προσομοιώσεις κατασκευών και επεξεργασία τους για την ανάπτυξη συστήματος πρόβλεψης μέσω χρονοσειρών (μοντέλα ARMAX ή συναφή). Χρειάζεται ευχέρεια χρήσης των σχετικών πακέτων σε matlab ή python.

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Υπ.Δρ. Μ.-Σ. Δαράκη, Δρ. Β. Χαραλαμπίδη, Δρ. Π. Κουτσιανίτης

Κατασκευή με τρισδιάστατη εκτύπωση συνηχητή Helmholtz με πολλαπλούς λαιμούς (multi-neck Helmholtz resonator) και εκτίμηση των συχνοτήτων συντονισμού με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων καθώς και πειραματικών μετρήσεων.

Περιγραφή:

Οι συνηχητές Helmholtz έχουν διάφορες εφαρμογές για την ακουστική χώρου και μπορούν να αξιοποιηθούν ως απορροφητικά στοιχεία.

 Η προσθήκη πολλαπλών λαιμών ή οπών, τους δίνει την δυνατότητα να έχουν πολλαπλές συχνότητες συντονισμού. Η διπλωματική θα διερευνήσει με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων τις συχνότητες συντονισμού για συγκεκριμένο μοντέλο συνηχητή, το οποίο στην συνέχεια θα κατασκευαστεί με τρισδιάστατη μοντελοποίηση και τελικά θα γίνει πειραματική επιβεβαίωση των συχνοτήτων.

Papadakis, N.M.; Stavroulakis, G.E. FEM Investigation of a Multi-Neck Helmholtz Resonator. Appl. Sci. 2023, 13, 10610. https://doi.org/10.3390/app131910610

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Ν. Παπαδάκης, Δρ. Π. Κουλουριδάκης

Υπολογιστική προσομοίωση τάσεων και παραμορφώσεων σε τοιχώματα αορτής με σκοπό την εκτίμηση της επικινδυνότητας ανευρύσματος.

Περιγραφή:

Υπολογισμοί τάσεων και παραμορφώσεων με χρήση υπάρχοντος γεωμετρικού μοντέλου αορτής και σύγκριση αποτελεσμάτων με πειραματικώς μετρούμενα στοιχεία. Δυνατότητα επέκτασης σε επεξεργασία και δημιουργία μοντέλων ή και σε τρισδιάστατη εκτύπωση. Ζητείται εξοικείωση με σχεδιαστικά προγράμματα και προγράμματα ανάλυσης με τη χρήση των πεπερασμένων στοιχείων. Θα χρησιμοποιηθεί ελεύθερα διαθέσιμο λογισμικό κατάλληλο για εφαρμογές εμβιομηχανικής, το οποίο δίδει τη δυνατότητα καθοδήγησης μέσω εντολών python.

Γουίλσον Κρίσαν, “Ανασύσταση γεωμετρίας εξατομικευμένων ανευρυσμάτων κατιούσας αορτής από τομογραφίες πριν και μετά την αποκατάσταση με ενδομοσχεύματα”, Μεταπτυχιακή Διατριβή, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2022 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.93371

Χρίστος Μαυραντζάς, “Μελέτη της εντατικής κατάστασης του τοιχώματος εξατομικευμένων ανευρυσμάτων κατιούσας αορτής και του ενδομοσχεύματος αποκατάστασης”, Μεταπτυχιακή Διατριβή, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2022 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.93373

Μιχαήλ Δρανδάκης, “Ενδοτικά υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης για την in-vitro προσομοίωση του αορτικού τοιχώματος με εφαρμογές σε εξατομικευμένα ανευρύσματα κατιούσας αορτής και ενδομοσχεύματα”, Μεταπτυχιακή Διατριβή, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χαν https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.93372

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Α. Μουρατίδου

Υπολογιστική προσομοίωση τάσεων και παραμορφώσεων σε δοκίμια με μικροδομή με σκοπό την εκτίμηση της ολικής μηχανικής τους απόκρισης.

Περιγραφή:

Υπολογισμοί τάσεων και παραμορφώσεων με χρήση υπαρχόντων  γεωμετρικών μοντέλων δοκιμίων με μικροδομή σε γραμμική και μη γραμμική (ελαστοπλαστική) ανάλυση.  Σύγκριση με πειραματικώς μετρηθέντα στοιχεία. Ζητείται εξοικείωση με σχεδιαστικά προγράμματα και προγράμματα ανάλυσης με τη χρήση των πεπερασμένων στοιχείων.

Ntintakis, I.; Stavroulakis, G.E. Infill Microstructures for Additive Manufacturing. Appl. Sci. 2022, 12, 7386. https://doi.org/10.3390/app12157386

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Ι. Ντιντάκης

Δημιουργία τοπολογικά βελτιστοποιημένης δομής με τη χρήση του λογισμικού Altair αξιοποιώντας τη γλώσσα python

Εκτέλεση μελέτης τοπολογικής βελτιστοποίησης με στόχο τη διερεύνηση των δυνατοτήτων του λογισμικού υπολογιστικής μηχανικής Altair με τροφοδότηση δεδομένων από κώδικα της python με σκοπό την αυτοματοποίηση των επιλύσεων και τη δημιουργία βάσης δεδομένων με αποτελέσματα.

Ενδεικτικές σχετικές μελέτες: Ntintakis, I.; Stavroulakis, G.E. Infill Microstructures for Additive Manufacturing. Appl. Sci. 2022, 12, 7386. https://doi.org/10.3390/app12157386

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Ι. Ντιντάκης

Αξιοποίηση του Γενετικού Σχεδιασμού (Generative Design) και της Μηχανικής Μάθησης (Machine learning) για την επιτάχυνση του σχεδιασμού και της ανάπτυξης προϊόντων.

Διερεύνηση των δυνατοτήτων δημιουργίας μοντέλου αξιοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη για το σχεδιασμό νέων προϊόντων.

Συνεργάτες: καθ. Γ.Ε. Σταυρουλάκης, Δρ. Ι. Ντιντάκης