Computational Science and Techniques

Projektuojant pastatą ir parenkant gelžbetoninių konstrukcijų betono sudėtį, itin svarbu suprojektuoti tinkamą betoną, kad konstrukcijos tarnautų kuo ilgiau. Ypač tai aktualu, kai konstrukcijos eksploatuojamos agresyvioje aplinkoje ir įprastas betonas ilgainiui dėl aplinkos poveikio gali degraduoti ir prarasti laikomąją galią. Cheminiai junginiai, kontaktuodami su konstrukcija per orą ar per skysčius, aukšta arba žema aplinkos temperatūra ir didelė drėgmė sukelia betono koroziją. Yra atlikta daugybė tyrimų, kur nagrinėjamas agresyvios aplinkos poveikis betonui ir nustatyta, kad ilgalaikis agresyvios aplinkos poveikis sukelia fizine ir cheminę betono koroziją, ir agresyvioje aplinkoje eksploatuojamų gelžbetonių konstrukcijų betono stipris bei elastingumo modulis mažėja. Šie pakitimai negrįžtami ir pašalinus agresyvią aplinką, betono savybės neatsistato.

Maritime decarbonization requires propulsion systems that are low-emission and dynamically suitable for repeated short-route operation. This paper presents a route-inspired, time-domain power-balance assessment of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)-based hybrid architectures for a 1.80 m prototype catamaran. A real ferry operating context in the Suez Canal region was translated into a representative 15 min prototype operating cycle repeated over an 8 h operating window. Three cases were evaluated under the same DC-bus load basis: Case 1, PEMFC + Battery; Case 2, PEMFC + PV; and Case 3, PEMFC + PV + Battery. The PEMFC-battery calculations were based on DC-bus power balance, converter, battery-current, and SOC equations, while the PV contribution was calculated using a shipboard PV power model with PVGIS seasonal irradiance and temperature inputs. The results show that Case 1 eliminates repeated startup deficits through battery support, whereas Case 2 reduces PEMFC loading but cannot remove startup deficits without an energy buffer. Under the best seasonal PV input, July, the PV peak reached 84.88 W, and the PV-used energy in Case 2 was 399.64 Wh. Case 3 increased the utilized PV-bus energy to 450.87 Wh, maintained the final SOC at 0.90, and removed the repeated transient deficits under the adopted ideal power-balance assumptions. Therefore, the PEMFC + PV + Battery architecture is selected as the preferred configuration for the next experimental prototype phase.