Προφίλ
Το Εργαστήριο Πλωτών Κατασκευών και Συστημάτων Αγκύρωσης ιδρύθηκε το 2005 με απόφαση της Συγκλήτου του ΕΜΠ και ευρίσκεται προς θεσμοθέτηση στο ΥΠΕΠΘ.
Ασχολείται με θεωρητική και εφαρμοσμένη έρευνα σε θέματα σχετιζόμενα με τις πλωτές κατασκευές και τα συστήματα αγκύρωσης, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στους ακόλουθους τομείς:
α) Υδροδυναμική ανάλυση θαλάσσιων κατασκευών (προσδιορισμός φορτίσεων και κινήσεων σε αρμονικούς και φυσικούς θαλάσσιου κυματισμούς) με εφαρμογές σε κατασκευές εξόρυξης και παραγωγής πετρελαίου από θαλάσσιο περιβάλλον, συσκευές ανάκτησης κυματικής ενέργειας, ιχθυοκλωβούς ανοικτής θάλασσας, πλωτά αιολικά πάρκα, πλωτούς κυματοθραύστες και πλωτές μαρίνες.
β) Στατική και δυναμική ανάλυση με τη βοήθεια αριθμητικών και πειραματικών μεθόδων, καθώς και βέλτιστη σχεδίαση συστημάτων ακύρωσης
γ) Υδροελαστική ανάλυση εύκαμπτων λεπτόγραμμων θαλάσσιων αγωγών (risers)
δ) Υδρομηχανική και κινηματική ανάλυση αγκυρωμένων θαλάσσιων κατασκευών στο πεδίο των συχνοτήτων και του χρόνου (προσδιορισμός των υψήσυχνων και αργά μεταβαλλόμενων συνιστωσών των φορτίσεων και της κίνησης)
ε) Δυναμική διατήρηση θέσης πλωτών κατασκευών με σύστημα ανάδρασης (dynamic positioning)
Υποδομές
Harware
Ισχυρά πολυεπεξεργαστικά συστήματα: 1) ALPHA Server 4100, 2) HP45ES, Περιβάλλον Unix, Linux, Windows
Software
Πληθώρα υπολογιστικών λογισμικών πακέτων για την αντιμετώπιση των απαιτήσεων εξειδικευμένων μελετών. Ενδεικτικά αναφέρονται με σύντομη περιγραφή ορισμένα εξ’ αυτών:
1. HAMVAB: Επιλύει το γραμμικοποιημένο υδροδυναμικό πρόβλημα περίθλασης και ακτινοβολίας για την αλληλεπίδραση μεταξύ απλών αρμονικών προοδευτικών κυματισμών βαρύτητας και μεμονωμένων ή συγκροτήματος κατακόρυφων αξονοσυμμετρικών σωμάτων, ελεύθερα επιπλεόντων ή αγκυρωμένων. Υπολογίζονται κινήσεις και φορτίσεις πρώτης τάξης και οι μέσες δευτεροτάξιες δυνάμεις εκπεσμού.
2. HA.SINK: Επιλύει το γραμμικοποιημένο υδροδυναμικό πρόβλημα περίθλασης και ακτινοβολίας για την αλληλπίδραση μεταξύ απλών αρμονικών προοδευτικών κυματισμών βαρύτητας και τυχαίας μορφής μεμονωμένων ή συγκροτήματος σωμάτων μεγάλων διαστάσεων με διανομή παλλομένων πηγών στην βρεχόμενη επιφάνειά τους. Οι κινήσεις και οι φορτίσεις πρώτης τάξης καθώς και οι μέσες δευτεροτάξιες δυνάμεις εκπεσμού στους έξι βαθμούς ελευθερίας υπολογίζονται σε μονοχρωματικούς και φυσικούς θαλάσσιους κυματισμούς.
3. TIME.SYS: Υπολογίζει τις πρωτοτάξιες, μέσες και αργά μεταβαλλόμενες φορτίσεις σε πλωτές ημιβυθισμένες κατασκευές, ακθώς και σε συνδεδεμένες πλωτές αγκυρωμένες κατασκευές μικρών ή μεγάλων διαστάσεων κάνοντας χρήση είτε την θεωρία του Morison είτε την θεωρία περίθλασης. Οι εξισώσεις κίνησης επιλύονται στο πεδίο των χρόνων. Οι χρονικές ιστορίες των κινήσεων του σώματος και οι τάσεις στις γραμμές αγκύρωσης υπολογίζονται μαζί με τις δυνάμεις στους συνδέσμους, λαμβάνοντας υπόψη τη δευτεροτάξια υδροδυναμική απόσβεση και την απόσβεση που επάγεται στην κατασκευή από το σύστημα αγκύρωσης.
4. FLOAT.SYS: Κατάλληλο για την ανάλυση των κινηματικών αποκρίσεων στην ημι – στατική περιοχή (quasi-static), δηλαδή για τον προσδιορισμό των πρωτοτάξιων, μέσων και αργά μεταβαλλόμενων φορτίσεων και κινήσεων σε πλωτές ημιβυθιζόμενες κατασκευές και σε συνδεδεμένες αγκυρωμένες κατασκευές μικρών ή μεγάλων διστάσεων χρησιμοποιώντας την θεωρία περίθλασης ή / και τον τύπο του Morison. Οι εξισώσεις κίνησης επιλύονται στο πεδίο των συχνοτήτων.
5. NCATRANS: Κατάλληλο για τη δυναμική ανάλυση μεμονωμένου κλάδου αγκύρωσης συνιστώμενου από αλυσίδα, συρματόσχοινο ή συνθετικό υλικό ή και συνδυασμό τους με πλωτήρες κατά το μήκος του. Οι εξισώσεις της κίνησης επιλύονται στο πεδίο των χρόνων και οι δυνάμεις αντίστασης στον κλάδο και τον πλωτήρα γραμμικοποιούνται ισοδύναμα. Υπολογίζονται οι δυναμικές τάσεις και οι κινήσεις στην κορυφή της γραμμής και στα σημεία σύνδεσης των πλωτήρων καθώς και η γραμμικοποιημένη απόσβεση λόγω του συστήματος αγκύρωσης στην πλωτή κατασκευή.
6. MSTACAB: Στατική ανάλυση συστήματος αγκύρωσης πολλαπλών κλάδων στον τρισδιάστατο χώρο. Κάθε γραμμή μπορεί να αποτελείται από συρματόσχοινο, αλυσίδα ή συνθετικό υλικό ή και συνδυσαμό τους. Οι άγκυρες μπορεί να εύρίσκονται σε διαφορετικό βάθος νερού και οι γραμμές να είναι εφοδιασμένες με πλωτήρες ή βάρη κατά το μήκος τους. Για δεδομένες εξωτερικές δυνάμεις στη πλωτή κατασκευή, υπολογίζονται οι τελικές θέσεις των γραμμών, η μέγιστη τάση κατά το μήκος τους, το ανυψωμένο μήκος των γραμμών, οι γραμμικοποιημένοι συντελεστές επαναφοράς, κλπ.
7. TIMECABLE-2D: Δι-διάσταστατη δυναμική ανάλυση γραμμών αγκύρωσης με υποβρύχια ανωστικά σώματα κατά το μήκος τους και συνδυασμό χρησιμο-ποιούμενων υλικών. Η επίλυση των μη-γραμμικών εξισώσεων κίνησης γίνεται με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων διαφορών και υπολογίζεται η συνολική τάση και οι συνιστώσες της κίνησης κατά μήκος της γραμμής. Γίνεται ακριβής μοντελοποίηση των φαινομένων αλληλεπίδρασης γραμμής αγκύρωσης και πυθμένα.
8. DYNCABLE-3D: Τρι-διάστατη δυναμική ανάλυση στο πεδίο των χρόνων εύκαμπτων γραμμών αγκύρωσης, περιλαμβανομένων φαινομένων κάμψης. Η λύση των μη γραμμικών εξισώσεων κίνησης γίνεται με φασματικές μεθόδους. Υπολογίζονται οι συνολικές τάσεις και οι συνιστώσες της κίνησης κατά μήκος της γραμμής. Ο κώδικας είναι κατάλληλος για την ανάλυση ναυτικών κλάδων αγκύρωσης υπό υψηλή ή χαμηλή προένταση, συνθετικών κλάδων (μη γραμμική σχέση τάσεων – παραμορφώσεων), αλληλεπίδραση πυθμένα και κλάδου αγκύρωσης, γραμμών με μηδενισμούς των τάσεων κατά το μήκος τους (snap loading).
Παρεχόμενες Υπηρεσίες
- Μελέτες συστημάτων αγκύρωσης για πλωτές κατασκευές (διαστασιολόγηση, προσδιορισμός χαρακτηριστικής καμπύλης μεταπόπισης – δύναμης επαναφοράς, έλεγχος επάρκειας και κινηματικών περιορισμών, συμβατότητα με κανόνες και κανονισμούς)
- Μελέτες υδρομηχανικής συμπεριφοράς πλωτών κατασκευών (προσδιορισμός φορτίσεων από τον άνεμο τα θαλάσσια ρεύματα και τα κύματα, ανάλυση της κινηματικής συμπεριφοράς της αγκυρωμένης κατασκευής, πρωτοτάξιες και αργά μεταβαλλόμενες κινήσεις, δυνάμεις στους κλάδους αγκύρωσης και στις αρθρώσεις σύνδεσης)
- Μελέτες εκτίμησης της απόδοσης μεμονωμένων ή αλληληπιδρώντων συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας σημειακού τύπου, με μαθηματική μοντελοποίηση της κινηματικής τους συμπεριφοράς και του μηχανισμού ανάκτησης ενέργειας
- Ανάλυση εργαστηριακών μετρήσεων και μετρήσεων πεδίου για συσκευές ανάκτησης κυματικής ενέργειας
- Μελέτες αριθμητικού προσδιορισμού της απόδοσης πλωτών κυματοθραυστών
- Υπηρεσίες συμβούλου προς δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς σε θέματα σχετιζόμενα με τα αντικείμενα του εργαστηρίου