Documentation

Παραδοτέο Π2 — Έργο επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας, φορολογικό έτος 2025

Διαδικτυακή τεχνική τεκμηρίωση και δημοσίευση των αποτελεσμάτων της επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας

Τίτλος έργου: «Έργο επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας για την άρση επιστημονικής και τεχνολογικής αβεβαιότητας ως προς την πυραντίσταση, τη θερμοδιακοπή, την ηχομείωση και τη μηχανική αντοχή συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών γεωμετριών και συνδυασμών υλικών υπό ακραίες και πραγματικές συνθήκες εφαρμογής, μέσω γεωμετρικής μοντελοποίησης CAD, προσομοιώσεων CAE και ανάπτυξης καινοτόμων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης»

---

1. Στόχος του παραδοτέου

Στόχος του Παραδοτέου Π2 είναι η συγκεντρωτική επιστημονική και τεχνική τεκμηρίωση της έρευνας που πραγματοποιήθηκε κατά το φορολογικό έτος 2025 και η οργανωμένη διαδικτυακή παρουσίαση των μεθόδων, δραστηριοτήτων, αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων του έργου.

Το παραδοτέο αποτυπώνει τη συνολική ερευνητική διαδικασία από τη διατύπωση των αρχικών επιστημονικών και τεχνολογικών αβεβαιοτήτων έως τη γεωμετρική μοντελοποίηση, την αριθμητική προσομοίωση, την πειραματική αξιολόγηση, την ανάπτυξη των αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης και την εξαγωγή των τελικών επιστημονικών και τεχνολογικών συμπερασμάτων.

2. Ερευνητικό αντικείμενο

Το έργο επικεντρώθηκε σε τέσσερις βασικούς άξονες επιστημονικής και τεχνολογικής διερεύνησης:

1. Πυραντίσταση συστημάτων αλουμινίου
2. Θερμική συμπεριφορά και θερμοδιακοπή
3. Ηχομείωση και ακουστική συμπεριφορά
4. Μηχανική συμπεριφορά και αντοχή

Οι τέσσερις αυτοί άξονες εξετάστηκαν μέσω κοινής ερευνητικής μεθοδολογίας που συνδύασε γεωμετρική μοντελοποίηση CAD, αριθμητικές προσομοιώσεις CAE, μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων, ισογεωμετρική ανάλυση, εργαστηριακές και πειραματικές δοκιμές, σύγκριση και επαλήθευση αποτελεσμάτων και τεχνητή νοημοσύνη.

3. Επιστημονικές και τεχνολογικές αβεβαιότητες

Κατά την έναρξη του έργου δεν ήταν εκ των προτέρων γνωστό εάν ήταν δυνατόν να αναπτυχθούν υπολογιστικές και αλγοριθμικές μέθοδοι ικανές να αναπαράγουν με επαρκή αξιοπιστία τη συμπεριφορά σύνθετων συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών γεωμετριών και συνδυασμών υλικών. Οι βασικές αβεβαιότητες αφορούσαν:

• τη συμπεριφορά διαφορετικών γεωμετρικών διαμορφώσεων και συνδυασμών υλικών υπό συνθήκες πυρκαγιάς και υψηλών θερμοκρασιών,
• την αποτελεσματικότητα διαφορετικών λύσεων θερμοδιακοπής,
• την επίδραση γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων στην ηχομείωση,
• τη μηχανική απόκριση, τις παραμορφώσεις, τις μορφές αστοχίας και τα όρια αντοχής,
• τη δυνατότητα αξιόπιστης συσχέτισης εργαστηριακών αποτελεσμάτων με υπολογιστικές προσομοιώσεις και
• τη δυνατότητα ανάπτυξης αλγοριθμικών μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς νέων συστημάτων.

4. Γεωμετρική μοντελοποίηση CAD

Στο πλαίσιο της έρευνας αναπτύχθηκαν προηγμένα και παραμετρικά γεωμετρικά μοντέλα CAD συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών διατομών, γεωμετριών και συνδυασμών υλικών. Η γεωμετρική μοντελοποίηση αποτέλεσε τη βάση για:

• τη δημιουργία διαφορετικών σχεδιαστικών παραλλαγών,
• τη συστηματική μεταβολή κρίσιμων γεωμετρικών χαρακτηριστικών,
• την ανάπτυξη των αντίστοιχων υπολογιστικών μοντέλων και
• τη σύγκριση διαφορετικών διαμορφώσεων ως προς τη θερμική, ακουστική και μηχανική συμπεριφορά.

Τα γεωμετρικά μοντέλα και τα τεχνικά σχέδια που προέκυψαν αποτελούν επιπλέον τεκμήρια υλοποίησης του έργου.

5. Υπολογιστική ανάλυση CAE

Αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν αριθμητικά μοντέλα CAE για τη διερεύνηση των εξεταζόμενων φυσικών φαινομένων. Οι υπολογιστικές δραστηριότητες περιέλαβαν:

• θερμικές αναλύσεις και διερεύνηση της μετάδοσης θερμότητας,
• ακουστικές αναλύσεις,
• μηχανικές αναλύσεις και υπολογισμό τάσεων και παραμορφώσεων,
• διερεύνηση μορφών αστοχίας και
• αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικών γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων.

Χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι πεπερασμένων στοιχείων, ενώ παράλληλα διερευνήθηκε η εφαρμογή ισογεωμετρικής ανάλυσης με στόχο τη στενότερη σύνδεση της γεωμετρικής περιγραφής CAD με την αριθμητική επίλυση.

6. Πειραματική έρευνα και εργαστηριακές δοκιμές

Η εργαστηριακή διερεύνηση αποτέλεσε οργανικό μέρος της ερευνητικής μεθοδολογίας. Πραγματοποιήθηκαν προετοιμασία δοκιμίων, εργαστηριακές δοκιμές στις εγκαταστάσεις της ΕΞΑΛΚΟ Α.Ε., εξειδικευμένες εξωτερικές εργαστηριακές δοκιμές, συλλογή μετρήσεων, αξιολόγηση πειραματικών αποτελεσμάτων και συσχέτιση των μετρήσεων με τα αποτελέσματα των υπολογιστικών μοντέλων.

Κατά το φορολογικό έτος 2025 πραγματοποιήθηκαν εξωτερικές εξειδικευμένες δοκιμές από:

• BLACKWATER TESTING LAB
• Instytut Techniki Budowlanej
• Standards Institution of Israel

Τα αποτελέσματα των εξωτερικών και εσωτερικών εργαστηριακών δοκιμών αξιοποιήθηκαν για την επαλήθευση και προσαρμογή των υπολογιστικών μοντέλων.

7. Επαναληπτική αξιολόγηση και επικύρωση

Κρίσιμο χαρακτηριστικό της μεθοδολογίας ήταν η συνεχής σύγκριση πειραματικών μετρήσεων ↔ υπολογιστικών αποτελεσμάτων ↔ αλγοριθμικών προβλέψεων. Όπου εντοπίζονταν αποκλίσεις:

• επανεξετάζονταν οι αρχικές παραδοχές,
• τροποποιούνταν οι παράμετροι των μοντέλων,
• αξιολογούνταν εκ νέου οι ιδιότητες των υλικών,
• επανεξετάζονταν οι συνθήκες φόρτισης και οι συνοριακές συνθήκες και
• πραγματοποιούνταν νέος κύκλος υπολογιστικής ή αλγοριθμικής αξιολόγησης.

Η διαδικασία αυτή επέτρεψε την απόκτηση γνώσης όχι μόνο από τα επιτυχή αποτελέσματα αλλά και από τις αποκλίσεις και τους περιορισμούς των χρησιμοποιούμενων προσεγγίσεων.

8. Τεχνητή νοημοσύνη

Τα πειραματικά και υπολογιστικά δεδομένα αξιοποιήθηκαν για την ανάπτυξη και αξιολόγηση καινοτόμων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης. Οι αλγόριθμοι χρησιμοποιήθηκαν για:

• την επεξεργασία των δεδομένων,
• τη διερεύνηση σχέσεων μεταξύ διαφορετικών παραμέτρων,
• την αναγνώριση κρίσιμων παραμέτρων συμπεριφοράς,
• τη συσχέτιση γεωμετρικών χαρακτηριστικών με την απόκριση και
• τη διερεύνηση της δυνατότητας πρόβλεψης της συμπεριφοράς νέων γεωμετρικών διαμορφώσεων και συνδυασμών υλικών.

Η αναλυτική τεκμηρίωση του αλγοριθμικού και υπολογιστικού αποτελέσματος περιλαμβάνεται στο Παραδοτέο Π1.

9. Αποτελέσματα ανά ερευνητικό άξονα

Πυραντίσταση

Παρήχθη νέα γνώση σχετικά με την επίδραση της γεωμετρίας, των υλικών και των συνδέσεων στη συμπεριφορά των συστημάτων υπό υψηλές θερμοκρασίες και συνθήκες πυρκαγιάς.

Θερμοδιακοπή

Διερευνήθηκαν οι παράμετροι που επηρεάζουν τη μετάδοση θερμότητας και την αποτελεσματικότητα διαφορετικών λύσεων θερμοδιακοπής.

Ηχομείωση

Αξιολογήθηκε η επίδραση γεωμετρικών και κατασκευαστικών χαρακτηριστικών στην ακουστική απόδοση και στην ηχομείωση των εξεταζόμενων συστημάτων.

Μηχανική αντοχή

Διερευνήθηκαν η μηχανική απόκριση, οι τάσεις, οι παραμορφώσεις, οι πιθανές μορφές αστοχίας και τα όρια αντοχής υπό διαφορετικές φορτίσεις.

Υπολογιστική και αλγοριθμική πρόβλεψη

Δημιουργήθηκε ερευνητικό πλαίσιο για τη συσχέτιση γεωμετρικών, πειραματικών και υπολογιστικών δεδομένων και για την αξιοποίηση τεχνητής νοημοσύνης στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς νέων συστημάτων.

10. Συνολική αποτίμηση

Η συνδυασμένη εφαρμογή των παραπάνω μεθόδων συνέβαλε στον περιορισμό των αρχικών επιστημονικών και τεχνολογικών αβεβαιοτήτων. Η έρευνα παρείχε στην ΕΞΑΛΚΟ Α.Ε. νέα τεχνογνωσία σχετικά με:

• την επίδραση της γεωμετρίας στη συμπεριφορά των συστημάτων,
• τη σύνδεση μεταξύ γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων και τελικής απόκρισης,
• τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της υπολογιστικής προσομοίωσης,
• τη σχέση μεταξύ αριθμητικών και πραγματικών εργαστηριακών αποτελεσμάτων και
• τη δυνατότητα αξιοποίησης τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση και πρόβλεψη της συμπεριφοράς προηγμένων συστημάτων αλουμινίου.

Η παραγόμενη γνώση αποτελεί βάση για την περαιτέρω ανάπτυξη και βελτιστοποίηση συστημάτων αλουμινίου.

11. Συμπληρωματικό υλικό τεκμηρίωσης

Πέραν των δύο κύριων Παραδοτέων Π1 και Π2, στον φάκελο του έργου υποβάλλονται ως συμπληρωματικά παραδοτέα και τεκμήρια εκτέλεσης του φυσικού αντικειμένου τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών και μετρήσεων, καθώς και τεχνικά και γεωμετρικά σχέδια των συστημάτων αλουμινίου που εξετάστηκαν στο πλαίσιο της έρευνας.

Το υλικό αυτό παρέχει τη δυνατότητα άμεσης επαλήθευσης της πειραματικής και γεωμετρικής δραστηριότητας του έργου και συνδέεται με τις αντίστοιχες Ενότητες Εργασίας ΕΕ1–ΕΕ8.

---

Η παρούσα διαδικτυακή ενότητα αποτελεί το Παραδοτέο Π2 του έργου και παραδίδεται αποκλειστικά σε διαδικτυακή μορφή. Μέσω της διαδικτυακής διάθεσης επιτυγχάνεται παράλληλα η τεχνική τεκμηρίωση, η διάχυση και η δημοσιότητα των αποτελεσμάτων της επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας.