Θαλάσσια Υδραυλική και Λιμενικά Έργα
Περιγραφή Μαθήματος:
Το μάθημα έχει ως στόχο να δώσει στους φοιτητές τις βασικές γνώσεις της Θαλάσσιας Υδραυλικής και του Σχεδιασμού των Λιμενικών Έργων. Πιο συγκεκριμένα αντικείμενο του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση των βασικών αρχών της θαλάσσιας υδραυλικής (π.χ. γραμμική θεωρία κυματισμών, ανάλυση πραγματικών κυματισμών, διαμόρφωση κυματισμών στον παράκτιο χώρο) μέσω αναλυτικών μαθηματικών διατυπώσεων και διαγραμμάτων, καθώς επίσης και η κατανόηση των αρχών σχεδιασμού των λιμενικών έργων: (i) αναλυτικών μοντέλων πρόγνωσης κυματισμών και (ii) εξισώσεων υπολογισμού υδροδυναμικών φορτίσεων σε κατακόρυφα μέτωπα και ευστάθειας πρανών από λιθορριπή, σχεδιασμός και διαστασιολόγηση σε προκαταρκτικό στάδιο λιμένων εγκαταστάσεων.
- Εξάμηνο 7
- Ώρες διδασκαλίας 3
- Διδάσκοντες Βασιλική Τσουκαλά (Συντονιστής) Σαμψών Αζοράκος
Απαιτούμενες Γνώσεις
Συνιστάται στους φοιτητές να έχουν τις βασικές γνώσεις Μηχανικής Ρευστών.Κεφάλαια Μαθήματος
| # | Τίτλος | Διδακτέα Ύλη | Ώρες |
|---|---|---|---|
| 1 | Εισαγωγή | Εξοικείωση των φοιτητών με το γνωστικό αντικείμενο του μαθήματος. | 0.5Χ4=2 |
| 2 | Μαθηματικές θεωρίες κυμάτων | Απλά αρμονικά (Airy) και μη γραμμικά (Stokes) κύματα. Επίδραση του πυθμένα στα χαρακτηριστικά των απλών αρμονικών κυμάτων. | 1.5Χ4=6 |
| 3 | Προσέγγιση πραγματικών κυματισμών | Εισαγωγή στα φάσματα. Βραχυχρόνια – Μακροχρόνια κατανομή κυματισμών. | 1Χ4=4 |
| 4 | Διαμόρφωση Κυματισμών στον Παράκτιο Χώρο | Παρουσιάζονται τα φαινόμενα της ρήχωσης διάθλασης, ανάκλασης, περίθλασης και της θραύσης των κυμάτων Επιλύονται ασκήσεις | 3X4=12 |
| 5 | Γενική διάταξη λιμένα | Μεγέθη σχεδιασμού. | 1Χ4=4 |
| 6 | ‘Εξωτερικά” και ''Εσωτερικά'' Λιμενικά Έργα | Σχεδιασμός έργων με πρανή, Σχεδιασμός έργων με κατακόρυφο μέτωπο, Διαμόρφωση έργων παραβολής – πρυμνοδέτησης, Κρηπιδότοιχοι βαρύτητας – Μηχανισμοί αστοχίας. Εκτίμηση δράσεων από φορτία περιβάλλοντος και λειτουργίας- έλεγχοι επάρκειας κατασκευών βαρύτητας. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από λιμενικά έργα | 6X4=24 |
Μαθησιακοί Στόχοι
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:
- κατανοούν τις βασικές αρχές της θαλάσσιας υδραυλικής (π.χ. γραμμική θεωρία κυματισμών, διαμόρφωση κυματισμών στον παράκτιο χώρο) μέσω αναλυτικών μαθηματικών διατυπώσεων και διαγραμμάτων.
- κατανοούν τις βασικές αρχές σχεδιασμού λιμενικών μέσω: (i) αναλυτικών μοντέλων πρόγνωσης κυματισμών και (ii) εξισώσεων υπολογισμού υδροδυναμικών φορτίσεων σε κατακόρυφα μέτωπα και ευστάθειας πρανών από λιθορριπή.
- εκτιμούν την επίδραση των φαινομένων της ανάκλασης, της περίθλασης και της θραύσης τόσο στην κυματική διαταραχή όσο και τις επιπτώσεις στα μέτωπα.
- σχεδιάζουν και να διαστασιολογούν σε προκαταρκτικό στάδιο κυματοθραύστες με κεκλιμένα πρανή και με κατακόρυφο μέτωπο μέσω εξισώσεων.
- σχεδιάζουν και να διαστασιολογούν σε προκαταρτικό στάδιο κρηποιδότοιχους βαρύτητας
- εκτιμούν τα βασικά μεγέθη σχεδιασμού λιμένα (βάθος λιμενολεκάνης, πλάτος εισόδου, απαιτούμενα μήκη πρόσδεσης σκαφών κλπ).
Μέθοδοι και Μέσα Διδασκαλίας και Μάθησης
| Μέθοδοι Διδασκαλίας | Διαλέξεις στην τάξη. Εφαρμογές στην τάξη για κάθε θεματική ενότητα. Επίλυση απλών παραδειγμάτων και προβλημάτων στην τάξη. Συζήτηση περιπτώσεων εφαρμογής (casestudies) στην τάξη. |
|---|---|
| Μέσα διδασκαλίας | Παρουσιάσεις στον Πίνακα. Διαφάνειες. Υπολογισμοί σε ΗΥ με Excel και υπολογιστικούς κώδικες. |
| Εργαστήρια | 1 δίωρο |
| Χρήση ΗΥ και προγραμμάτων | Οι φοιτητές επιλύουν στο σπίτι απλές ασκήσεις χρησιμοποιώντας κυρίως EXCEL σε ΗΥ. |
| Ασκήσεις - Εφαρμογές | Για κάθε θεματική ενότητα γίνονται εφαρμογές στο μάθημα. |
Αξιολόγηση Επίδοσης
- Τελική γραπτή εξέταση: 70%
- Ενδιάμεση πρόοδος: 20%
- Ασκήσεις - Εφαρμογές: 10%
Συγγράμματα - Βιβλιογραφία
- Από την γραμματεία της Σχολής διανέμεται το τεύχος των διδακτικών σημειώσεων του Μαθήματος Θαλάσσια Υδραυλική (Κ.Ι. Μουτζούρης)
- Από το βιβλιοπωλείο Συμμετρία διανέμεται το βιβλίο Εισαγωγή στα Λιμενικά Έργα (Κ. Μέμος) Επιπρόσθετη Βιβλιογραφία
- Κουτίτας, Χ., 1994. Εισαγωγή στην Παράκτια Τεχνική και τα Λιμενικά Έργα, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, Θεσ/νικη.
- Dean RG & Dalrymple RA (1984). “Water Wave Mechanics for Engineers and Scientists”, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, USA; [also: 2nd Edition (1991) in Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 2, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.]
- Dingemanns MW (1997). “Water Wave Propagation over Uneven Bottoms. Part 1: Linear Wave Propagation”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 13, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
- Goda Y (1985). “Random Seas and design of Maritime Structures”, University of Tokyo Press, Tokyo, Japan; [also: 2nd Edition (2000) in Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 15, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.]
- Massel SR (1996). “Ocean surface waves: their physics and prediction”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 11, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
- Mei CC, Stiassnie M, Yue D KP (2005). “Theory and applications of ocean surface waves”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 23, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
- US Army Corps of Engineers (2002). “Coastal Engineering Manual: Parts I-IV”.