Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

1. Εισαγωγή στα ρευστά (συνεχές μέσο, ιδιότητες ρευστών, διαστάσεις και μονάδες, μάζα, βάρος, πυκνότητα, ειδικό βάρος, ιξώδες, συμπιεστότητα, τανυστής τάσεων, πίεση, ατμού, υγρά/αέρια φάση, θερμικές ιδιότητες νερού, επιφανειακή τάση)
2. Διαστατική ομοιογένεια, διαστατική ανάλυση και μοντελοποίηση (διαστάσεις, θεώρημα Π Buckingham, Αδιάστατοι αριθμοί, συσχέτιση πειραματικών δεδομένων, εφαρμογές διαστατικής ανάλυσης, ομοιότητα και μοντέλα)
3. Υδροστατική (πίεση σε σημείο, βασικοί νόμοι, μεταβολή πίεσης, μέτρηση πίεσης, μανόμετρα, υδροστατική δύναμη, πρίσμα πίεσης, άνωση, επίπλευση, ευστάθεια, αρχή του Αρχιμήδη, μεταβολή πίεσης, ρευστό με κίνηση στερεού σώματος)
4. Στοιχειώδης δυναμική ρευστών - Εξίσωση Bernoulli (2ος νόμος Νεύτωνα, ροϊκή γραμμή, πίεση, εφαρμογές Bernoulli, γραμμή ενέργειας, πιεζομετρική γραμμή, περιορισμοί)
5. Κινηματική της ροής (περιγραφή κίνησης κατά Euler και Lagrange, πεδίο ταχυτήτων, 1D-2D-3D ροές, πεδίο επιτάχυνσης, υλική παράγωγος, κινηματική στοιχειώδους σωματιδίου, όγκος ελέγχου, θεώρημα μεταφοράς Reynolds)
6. Ροή σε όγκο ελέγχου (διατήρηση μάζας - εξίσωση συνέχειας, 2ος νόμος Νεύτωνα, ορμή και στροφορμή, Νόμοι θερμοδυναμικής, εξίσωσης ενέργειας, απώλειες ενέργειας)
7. Δυναμική ρευστών - Εξισώσεις Navier - Stokes (διαφορική ανάλυση ροών, διατήρηση μάζας - εξίσωση συνέχειας, ροϊκή συνάρτηση, διατήρηση ποσότητας κίνησης / ορμής, μη συνεκτική ροή, εξισώσεις Euler, αστρόβιλη ροή, δυναμικό ταχύτητας, συνεκτική ροή, μόνιμη και στρωτή ροή μεταξύ πλακών και σε σωλήνα, ροή Couette, ροή Poiseuille, πρόβλημα Stokes, βασικές ροές ιδεατού ρευστού, πηγή και καταβόθρα, στρόβιλος, δίπολο, ροή γύρω από σώμα)
8. Στρωτή και τυρβώδης ροή (αδιάστατες εξισώσεις Navier-Stokes, πλήρως ανεπτυγμένη τυρβώδης ροή, πίεση και διατμητικές τάσεις, στρωτή ροή σε σωλήνες, τυρβώδεις διατμητικές τάσεις, μοντέλα τύρβης, προφίλ ταχυτήτων, διάγραμμα Moody, τοπικές απώλειες)
9. Οριακή στοιβάδα (εξωτερικές ροές, αντίσταση, οπισθέλκουσα, άντωση, ροή γύρω από αντικείμενα, οριακό στρώμα κατά Prandtl/Blasius, ολοκληρωματική εξίσωση οριακής στοιβάδας, κλίση πίεσης, τυρβώδες οριακό στρώμα, συντελεστής οπισθέλκουσας και παραδείγματα, δυναμική άνωση)
10. Εφαρμογές (Δυνάμεις ασκούμενες σε φράγματα, ομοιότητα φυσικών μοντέλων υδραυλικών έργων, φαινόμενο σπηλαίωσης, υπερχειλιστές φραγμάτων, ροή σε πορώδη μέσα, φλέβες και πλούμια, κ.λπ.)

Μαθησιακοί στόχοι

το τέλος του μαθήματος η/ο φοιτήτρια/φοιτητής πρέπει:
1. Να κατέχει τις γνώσεις για να καταστρώσει το μαθηματικό ομοίωμα (εξισώσεις Navier - Stokes) και τις οριακές συνθήκες οποιασδήποτε στρωτής ροής.
2. Να κατανοεί τη διασταστική ανάλυση και τους νόμους κατασκευής ενός φυσικού ομοιώματος ενός υδραυλικού έργου.
3. Να εφαρμόζει το θεώρημα Bernoulli για τον σχεδιασμό διαφόρων υδραυλικών έργων.
4. Να εφαρμόζει τις αρχές της υδροστατικής σε προβλήματα υδραυλικών έργων Πολιτικού Μηχανικού.
5. Να αναλύει και υπολογίζει τις υδροστατικές δυνάμεις, που ασκούνται σε φράγματα, καθώς και να καταδεικνύει τη στατική και δυναμική φόρτιση που ασκεί η ροή σε έργα Πολιτικού Μηχανικού.
6. Να κατανοεί τα καθεστώτα στρωτής και τυρβώδους ροής.
7. Να συνδυάζει και να συνθέτει τις γνώσεις, που απέκτησε, για την αντιμετώπιση του φαινομένου της σπηλαίωσης, της τύρβης σε κλειστούς και ανοιχτούς αγωγούς, και τη ροή σε υπερχειλιστές.
8. Να εφαρμόζει τις αρχές της κινηματικής της ροής κατά Euler και Lagrange, να υπολογίζει τα διάφορα πεδία ταχυτήτων και επιτάχυνσης,
9. Να κατανοεί τα στοιχεία διαφορικού λογισμού (παράγωγος, κινηματική στοιχειώδους σωματιδίου, όγκος ελέγχου, θεώρημα μεταφοράς Reynolds)
10. Να αναλύει τα στοιχεία ροής σε οριακές στοιβάδες (αντίσταση, οπισθέλκουσα, άντωση, ροή γύρω από αντικείμενα, κλίση πίεσης, συντελεστές οπισθέλκουσας και δυναμική άνωση)

Βιβλιογραφία

1. Πρίνος Π. «ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ», 2014, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, ISBΝ 978-960-456-419-4.
2. Κωτσοβίνος Ν. «ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ», 2008, Εκδόσεις ΣΠΑΝΙΔΗΣ ΜΙΧΑΛΗΣ, ISBN 978-960-6653-34-6.
3. Γκανούλης Ι. «ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗN ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ», 2007, ΕΠΙΚΕΝΤΡΟ, ISBΝ 978-960-8731-8-6.
4. Elger F. Donald - Williams C. Barbara - Crowe T. Clayton - Roberson A. John. Μηχανική Ρευστών. Επιμέλεια στα Ελληνικά: Μιχάλης Σπηλιώτης
5. Τσακογιάννης Ι. «Μηχανική των Ρευστών», 2005, ΕΠΙΚΕΝΤΡΟ.
6. Streeter/Wylie/Bedford «Μηχανική Ρευστών», Fountas Engineering Books

Μέθοδοι διδασκαλίας

Προφορικές Παραδόσεις 
Επίλυση ασκήσεων στον Πίνακα
Χρήση ψηφιακών διαφανειών (.pptx)
Προβολή βίντεο (YouTube κλπ)
Αναρτημένο Υλικό στην πλατφόρμα e-class

Μέθοδοι αξιολόγησης

Γραπτή Εξέταση (3 ώρες) πάνω σε Θεωρία και Ασκήσεις

Προαπαιτούμενα

Μαθηματική Ανάλυση
Γραμμική Άλγεβρα - Αναλυτική Γεωμετρία
Λογισμός Πολλών Μεταβλητών
Διαφορικές Εξισώσεις

Διδάσκοντες

ΣΥΝΤΟΜΟ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ - Φεβρουάριος 2025

Ο Δρ. Χρήστος Β. Μακρής έχει γεννηθεί στη Θεσσαλονίκη στις 26/02/1979. Σπούδασε Πολιτικός Μηχανικός στην Πολυτεχνική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) και πήρε το Δίπλωμά του το 2005, με ειδίκευση στον Τομέα Υδραυλικής & Τεχνικής Περιβάλλοντος (ΤΥΤΠ). Απέκτησε επίσης το Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης (ΜΔΕ) από το Διεπιστημονικό – Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΔΠΜΣ) «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων» του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ) με κατεύθυνση «Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης» το 2007. Κατέχει τον τίτλο του Διδάκτορα πάνω στο αντικείμενο της Υπολογιστικής Προσομοίωσης της Υδροδυναμικής των Κυματογενών Διεργασιών στην Παράκτια Ζώνη, από το Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του ΑΠΘ από το 2014.

Είναι Επίκουρος Καθηγητής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης (ΔΠΘ) με αντικείμενο “Υπολογιστική Ρευστομηχανική Υδραυλικών Έργων“. Επίσης εργάζεται ως Συμβασιούχος Ερευνητής ΑΠΘ (με καθεστώς μέλους ΔΕΠ άλλου ιδρύματος) στο πλαίσιο ερευνητικών έργων. Είναι μέλος του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος (ΤΕΕ), της Ελληνικής Υδροτεχνικής Ένωσης (ΕΥΕ), και των International Association of Hydraulic Research (IAHR) και European Geosciences Union (EGU).

Διδάσκει τα Προπτυχιακά Μαθήματα: α) Ρευστομηχανική, β) Υπολογιστική Μηχανική Ρευστών, γ) Ποτάμια Υδραυλική και Τεχνικά Έργα, και τα Μεταπτυχιακά Μαθήματα: α) Αριθμητικές Μέθοδοι Ρευστομηχανικής, β) Υπολογιστική Προσομοίωση Διεργασιών στο Θαλάσσιο και Παράκτιο Περιβάλλον και σε Συστήματα Υδρολογικής Λεκάνης – Ακτής στο πλαίσιο του ΠΜΣ “Υδραυλική Μηχανική και Περιβάλλον”, και δ) Ροές Υπολειμμάτων και Παράκτιες Πλημμύρες: Έννοιες Κινδύνου, Ευπάθειας και Ελαστικότητας στο πλαίσιο του ΠΜΣ “Διαχείριση Υδρομετεωρολογικών Καταστροφών”. Έχει επίσης διατελέσει Πανεπιστημιακός Υπότροφος ΑΠΘ και έχει διδάξει τα μαθήματα: α) Μαθηματικά Μοντέλα Ποιότητας Νερού σε Υδάτινα Οικοσυστήματα, β) Υδραυλική των Υπογείων Ροών, και γ) Αριθμητικές Μέθοδοι στην Υδραυλική και τα Υδραυλικά Έργα. Επιπρόσθετα έχει συμμετάσχει για 7 έτη στο Επικουρικό Έργο Διδασκαλίας του ΑΠΘ στα μαθήματα: α) Λιμενικά Έργα και Ακτομηχανική και β) Παράκτια Τεχνικά Έργα.

Έχει συγγράψει 4 επιστημονικές/ακαδημαϊκές διατριβές και διπλωματικές εργασίες σε προπτυχιακό, μεταπτυχιακό, διδακτορικό και μεταδιδακτορικό επίπεδο. Έχει συνολικά 111 δημοσιεύσεις: 21 άρθρα σε διεθνή και εθνικά επιστημονικά περιοδικά με κριτές και δείκτη απήχησης (ΔΑ), 2 κεφάλαια σε τόμους βιβλίων, 1 ακαδημαϊκό σύγγραμμα Παράκτιας Μηχανικής και Θαλάσσιας Περιβαλλοντικής Υδραυλικής σε επίπεδο τελειόφοιτου και/ή μεταπτυχιακού φοιτητή Πολυτεχνικής Σχολής, 52 δημοσιεύσεις με κριτές και 19 περιλήψεις σε πρακτικά διεθνών και εθνικών επιστημονικών συνεδρίων, και 16 παρουσιάσεις και προσκεκλημένες ομιλίες σε ημερίδες. Είναι ad hoc κριτής σε 36 περιοδικά και 3 συνέδρια (77 κρίσεις) και προσκεκλημένος/θεματικός συντάκτης σε 2 περιοδικά. Έχει επίσης συμβάλλει στη συγγραφή 66 τεχνικών εκθέσεων στα πλαίσια ερευνητικών έργων. Το συγγραφικό του έργο έχει 861 αναφορές (478 ετεροαναφορές, 55.5%), με h-δείκτη: 15, i10-δείκτη: 21, i1-index: 74, Research Interest σκορ: 1015. Έχει βραβευτεί με διάκριση ως μεταπτυχιακός φοιτητής από το Θωμαΐδειο του ΕΜΠ το έτος 2007, και έχει λάβει υποτροφία ΙΚΥ στα πλαίσια προγράμματος ΙΚΥ-SIEMENS «Υποτροφίες Αριστείας για Μεταδιδακτορική Έρευνα».

Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα και η εμπειρία του εστιάζονται στα ακόλουθα επιστημονικά αντικείμενα: παράκτια τεχνική, θαλάσσια υδραυλική, ωκεάνια υδροδυναμική, ακτομηχανική, λιμενικά έργα, φυσική και επιχειρησιακή ωκεανογραφία, υπολογιστική ρευστοδυναμική, μοντέλα τύρβης, αριθμητικές προσομοιώσεις, υπολογιστικά μοντέλα, τυρβώδεις ροές, κυματογενείς διεργασίες στην παράκτια ζώνη, προσομοιώσεις με μεθόδους SPH και LES, κυματικά μοντέλα, σχεδιασμός έργων προστασίας παράκτιας ζώνης, σχεδιασμός συστημάτων διάθεσης υγρών αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον, μετεωρολογικές παλίρροιες και μεταβολές της στάθμης της θάλασσας, παράκτιες πλημμύρες, ανάλυση ακραίων τιμών στάθμης θάλασσας, ωκεανογραφικά συστήματα πρόγνωσης, επιδράσεις της κλιματικής αλλαγής στο θαλάσσιο περιβάλλον, παρακολούθηση ποιότητας θαλάσσιων υδάτων, ωκεανογραφικές μετρήσεις πεδίου, ανάπτυξη λογισμικού για εκπαιδευτικούς σκοπούς.

Έχει συμμετάσχει σε 16 διεθνή και εθνικά ερευνητικά προγράμματα σε ΕΜΠ και ΑΠΘ, όπως Accu-Waves (http://accuwaves.eu/), Wave4Us (http://wave4us.web.auth.gr/), MEDAQCLIM (http://medaqclim.po42.com/), CCSEAWAVS (http://www.thalis-ccseawavs.web.auth.gr/), TIMMOD (http://timmod.org/), LocAll4Flood (https://locall4flood.interreg-euro-med.eu/) κ.λπ. Επιπλέον, έχει εμπειρία στη συγγραφή και κατάθεση ερευνητικών προτάσεων και έχει συνεισφέρει στη διοργάνωση επιστημονικών συνεδρίων και ημερίδων (DMPCO, Wave4Us, κ.λπ.).

Πλήρη βιογραφικά σημειώματα μπορείτε να βρείτε στους ηλεκτρονικούς συνδέσμους των ΔΠΘ: https://civil.duth.gr/cv/cmakris/, ΑΠΘ: https://people.auth.gr/cmakris/ και Αποθετήριο: https://utopia.duth.gr/cmakris/CV/

Προτεινόμενα συγγράμματα

1. Πρίνος Π. «ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ», 2014, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, ISBΝ 978-960-456-419-4. Βιβλίο [41963463]

2. Κωτσοβίνος Ν. «ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ», 2008, Εκδόσεις ΣΠΑΝΙΔΗΣ ΜΙΧΑΛΗΣ, ISBN 978-960-6653-34-6. Βιβλίο [833]
3. Γκανούλης Ι. «ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗN ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ», 2007, ΕΠΙΚΕΝΤΡΟ, ISBΝ 978-960-8731-8-6. Βιβλίο [14945]
4. Elger F. Donald - Williams C. Barbara - Crowe T. Clayton - Roberson A. John. Μηχανική Ρευστών. Επιμέλεια στα Ελληνικά: Μιχάλης Σπηλιώτης Βιβλίο [77106811]