Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 266
  • Thumbnail Image
    Item
    Αριθμητική μελέτη τρισδιάστατης κυματογενούς ροής υπεράνω τεχνητής αναπλήρωσης ακτής με ύφαλο αναβαθμό θωρακισμένης από προβόλους
    Κορδά, Ντένισα; Korda, Ntenisa
    Η τεχνητή αναπλήρωση ακτής αποτελεί μια από τις ήπιες μηχανικές μεθόδους προστασίας ακτών και είναι μια ιδιαίτερα διαδεδομένη πρακτική στην παράκτια μηχανική. Έχει εφαρμοστεί σε περιπτώσεις προστασίας υποδομών από την επίδραση κυματισμών, τη δημιουργία νέων παραλιών αλλά και τη βελτίωση υφιστάμενων που έχουν υποστεί διάβρωση, την ενίσχυση παράκτιων δομών προστασίας, η υπάρξει τον οποίων επιφέρει επιπτώσεις στο πεδίο της ακτής καθώς και σε περιπτώσεις κινδύνου εξαφάνισης της ακτής λόγω της ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Προκύπτει να είναι περισσότερο αποδοτική σε περιπτώσεις ακτών μεγάλου μήκους (2 – 3km) όπου όμως βασικός παράγοντας μείωσης του πλάτους και της λειτουργικότητας της είναι η δράση των παράλληλων στην ακτή ρευμάτων. Για το σκοπό αυτό συχνά εγκιβωτίζεται πλευρικά από σκληρές παράκτιες δομές, όπως προβόλους. Οι πρόβολοι ανήκουν στις σκληρές δομές προστασίας ακτής που συνοδεύουν συχνά έργα αναπλήρωσης αποτρέποντας σε μεγάλο βαθμό την αλλοίωση της δομής, καθώς αφενός συγκρατούν το προστιθέμενο ίζημα και αφετέρου ανακόπτουν την δράση των κυμάτων και των ρευμάτων. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η προσομοίωση της απόκρισης σε κυματισμούς ιδεατής ακτής στην οποία εφαρμόζεται τεχνητή αναπλήρωση θωρακισμένη πλευρικά από έξαλους ευθύγραμμους προβόλους και συγκρατημένη στο υποβρύχιο τμήμα από ύφαλο αναβαθμό. Επιδιώκεται η αποτίμηση της επίδραση της εγκατάστασης στη διαμόρφωση των υδροδυναμικών και μορφοδυναμικών διεργασιών υπό την επίδραση των κυματισμών. Γίνεται χρήση του λογισμικού κλειστού κώδικα MIKE 3 – Wave Model FM μέσω του οποίου πραγματοποιείται τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση της κυματογενούς ροής υπεράνω παράκτιας περιοχής με ευθεία ακτογραμμή και αμμώδη πυθμένα σταθερής κλίσης. Πραγματοποιούνται προσομοιώσεις για διάφορα κυματικά σενάρια τα οποία διαφέρουν ως προς το ύψος (Ηs) και την περίοδο (Ts) του κύματος, η διάδοση των οποίων βασίζεται στην μη γραμμική θεωρία κυμάτων Stokes 5ης τάξης. Η διεύθυνση πρόσπτωσης αλλά και το διαφορετικό βάθος θραύσης επηρεάζουν τη διαμόρφωση των κυματογενών ρευμάτων και κατ’ επέκταση την επιρροής τους στη μεταφορά και απόθεση/απομάκρυνση του μη συνεκτικού ιζήματος στη θαλάσσια ζώνη. Η πρόβλεψη της μεταβολής του εναποτιθέμενου ιζήματος με το πέρας ενός έτους από την πραγματοποίηση του έργου πραγματοποιείται μέσω της επίλυσης της βασισμένης στην αρχή διατήρησης της μάζας του ιζήματος εξισώσεως Exner, σε κώδικα Matlab. Από τα αποτελέσματα προκύπτει μέγιστη ταχύτητα ρευμάτων για το σενάριο του υψηλότερου ύψους κύματος, ενώ η μέγιστη διάβρωση φαίνεται να πραγματοποιείται στην περιοχή μετά τη θραύση των κυμάτων και αυξάνεται με αύξηση της ταχύτητας των κυματογενών ρευμάτων.
  • Thumbnail Image
    Item
    Βελτιστοποίηση τοπολογίας μεταλλικών στοιχείων κατασκευών για τρισδιάστατη εκτύπωση
    Καραμάνη, Ευγενία; Karamani, Evgenia
    Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έχει ως θέμα «Βελτιστοποίηση τοπολογίας μεταλλικών στοιχείων κατασκευών για τρισδιάστατη εκτύπωση». Αναλυτικότερα, στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή μιας μεταλλικής πεζογέφυρας με τη μέθοδο βελτιστοποίησης τοπολογίας, χρησιμοποιώντας το λογισμικό Evolver, που είναι μια επέκταση του προγράμματος Excel MS Office. Οι οριακές συνθήκες, τα φορτία και το υλικό που συνθέτουν το πρόβλημα είναι γνωστά για την επίλυσή του. Το αποτέλεσμα είναι η παραγωγή της συγκεκριμένης κατασκευής με μειωμένη μάζα. Στις μέρες μας γίνεται ολοένα και πιο έντονη η απαίτηση για την ανάπτυξη ελαφρών δομών, με εύκολη διαδικασία παραγωγής. Αυτό σημαίνει ότι απαιτούνται τόσο ο σχεδιασμός του φορέα όσο και ο τρόπος παραγωγής του να είναι τέτοιος, έτσι ώστε το αποτέλεσμα να είναι μία κατασκευή με το ελάχιστο δυνατό βάρος, όπου ταυτόχρονα θα ικανοποιεί και τα κριτήρια σχεδιασμού όπως η αντοχή, η λειτουργικότητα κ.α.. Η απαίτηση για ελαφρύτερες δομές παροτρύνει τους μηχανικούς να αναζητούν διάφορες αναπτυγμένες τεχνολογίες που βοηθούν στη γρήγορη και έγκυρη λήψη αποφάσεων κατά τη διάρκεια σχεδιασμού. Η βελτιστοποίηση τοπολογίας είναι ένα τέτοιο εργαλείο, είναι μία μαθηματική μέθοδος που βελτιστοποιεί τη διάταξη του υλικού σε δεδομένο χώρο σχεδιασμού. Είναι ένα ισχυρό εργαλείο σχεδιασμού πολλών προβλημάτων μηχανικής και συνδέει την ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία με τον μαθηματικό προγραμματισμό. Τα φορτία και οι οριακές συνθήκες είναι δεδομένα, ενώ ο στόχος είναι η μεγιστοποίηση της απόδοσης της κατασκευής.
  • Thumbnail Image
    Item
    Μελέτη επίδρασης παράλληλων αποσπασμένων κυματοθραυστών χαμηλής στέψης στην παράκτια ζώνη μέσω αριθμητικής προσομοίωσης
    Παρισοπούλου, Μαρία; Parisopoulou, Maria
    Μεταξύ των συστημάτων προστασίας ακτής οι κυματοθραύστες χαμηλής στέψης συγκεντρώνουν ένα διαρκώς αυξανόμενο ενδιαφέρον σε ερευνητικό και μελετητικό επίπεδο κυρίως λόγω των σημαντικών περιβαλλοντικών πλεονεκτημάτων τους έναντι των έξαλων κυματοθραυστών όπως η ανεμπόδιστη κυκλοφορία θαλάσσιων ρευμάτων, η μειωμένη οπτική όχληση και η δημιουργία τοπικών υποβάθρων ευνοϊκών για την αύξηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς παράλληλων αποσπασμένων κυματοθραυστών χαμηλής στέψης στην παράκτια ζώνη μέσω τρισδιάστατης αριθμητικής προσομοίωσης των υδροδυναμικών χαρακτηριστικών με το λογισμικό MIKE 3 Wave Model FM και μέσω προσομοίωσης των μορφοδυναμικών μεταβολών με προγραμματισμό στη Matlab. Επιλέγεται να εξετασθεί πεδίο ιδεατής βαθυμετρίας με ευθεία ακτογραμμή και παράλληλες σε αυτή ισοβαθείς σταθερής κλίσης 1:25 και ορθογωνικών διαστάσεων 750m x 2000m με τη μεγάλη διάσταση παράλληλη στην ακτή και κυματοθραύστες με κεκλιμένα πρανή μήκους 80m, πλάτους στέψης 4m, κλίσης πρανών 1:2, ύψους στέψης 1.5m και με τον ανάντη πόδα τοποθετημένο σε βάθος 3.4m. Εξετάζεται η επίδραση δύο διαφορετικών διατάξεων των κυματοθραυστών για δύο ύψη κύματος, Hs=2.5m και Hs=3.5m και για 2 γωνίες πρόσπτωσης, κάθετη και υπό γωνία 20°στα βαθιά ύδατα ήτοι τέσσερα σενάρια κυματισμών. Οι δύο διατάξεις των κυματοθραυστών διαφοροποιούνται ως προς το μεταξύ τους πλάτος ανοίγματος που ορίζεται σε 40m (ΓΕΩΜ. Α) και σε 25m (ΓΕΩΜ. Β). Στα αποτελέσματα περιλαμβάνονται στιγμιότυπα κατανομής του ύψους κύματος, η μεταβολή της μέσης στάθμης της θάλασσας (Μ.Σ.Θ), οι συντελεστές ανάκλασης και μετάδοσης, ο σχηματισμός κυματογενών ρευμάτων και τέλος η μορφοδυναμική μεταβολή του πυθμένα και η εξέλιξη της ακτογραμμής. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι η μέση στάθμη της θάλασσας αυξάνεται με την αύξηση του ύψους κύματος στην προσήνεμη περιοχή. Για κάθετη και πλάγια πρόσπτωση για το κύμα με Ηs=3.5m, ο ρυθμός αύξησης της Μ.Σ.Θ. προς την ακτογραμμή είναι μεγαλύτερος για τη ΓΕΩΜ. Β από τη ΓΕΩΜ. Α προσεγγίζοντας ωστόσο το ίδιο εύρος τιμών στην ακτογραμμή. Ο συντελεστής μετάδοσης αυξάνει με την αύξηση του ύψους κύματος και ο συντελεστής ανάκλασης αυξάνει με τη μείωση της κλίσης του κύματος. Για τη δυσμενέστερη περίπτωση παρατηρείται ότι στη ΓΕΩΜ. Β σχηματίζονται λιγότερο ισχυρά ρεύματα από ότι στη ΓΕΩΜ. Α. Για κάθετη πρόσπτωση των κυμάτων παρατηρείται αύξηση του βελοειδούς ρεύματος με την αύξηση του ύψους κύματος. Για πλάγια πρόσπτωση των κυμάτων παρατηρείται σχηματισμός παράλληλου στην ακτογραμμή ρεύματος το οποίο αυξάνει με την αύξηση του ύψους κύματος. Για ύψος κύματος Hs=2.5m δεν σχηματίζεται ουσιαστικά βελοειδές ρεύμα και δεν καταγράφονται φαινόμενα αναρρίχησης και υπερπήδησης. Επίσης, μεγαλύτερα ύψη κυματισμών οδηγούν σε μεγαλύτερη στερεομεταφορά και κατ’ επέκταση μεγαλύτερη διάβρωση/πρόσχωση και εντονότερη εξέλιξη της ακτογραμμής. Σε βαθυμετρία με λεπτόκοκκο πυθμένα παρατηρείται εντονότερη στερομεταφορά και εντονότερη εξέλιξη της ακτογραμμής από ότι σε βαθυμετρία με χονδρόκοκκο πυθμένα. Τέλος, με μικρότερα ανοίγματα σημειώνονται ηπιότερα κυματογενή ρεύματα και κατ’ επέκταση ηπιότερη στερεομεταφορά στην περιοχή των κυματοθραυστών και κατάντη αυτών προσδίδοντας μεγαλύτερη προστασία στην ακτή.
  • Thumbnail Image
    Item
    Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων
    Καραγεώργος, Γεώργιος; Karageorgos, George
    Η χρήση της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) και της σημασίας της στον υπολογισμό των επιπτώσεων μιας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ) όχι μόνο στον αποδέκτη αλλά στο σύνολο του περιβάλλοντος καθ’όλη τη διάρκεια ζωής της συνέχεια αυξάνεται. Σημαντικός παράγοντας συμμετοχής στην επιβάρυνση και τις επιπτώσεις μιας ΕΕΛ στο περιβάλλον είναι ο υπολογισμός των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε διάφορες φάσεις της ζωής της εγκατάστασης. Μέχρι σήμερα έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι υπολογισμού των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Μία από τις πιο διαδεδομένες μεθόδους είναι η μέθοδος που προτείνεται από το Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Στην παρούσα εργασία γίνεται παρουσίαση της μεθοδολογίας του IPCC, στην τελευταία της έκδοση (2019) και η εφαρμογή της σε συγκεκριμένη ΕΕΛ με στόχο να φανεί εάν υπάρχει η δυνατότητα χρήσης της μεθόδου αυτής, η οποία είναι προσαρμοσμένη σε επίπεδο χώρας, για μεμονωμένες περιπτώσεις μονάδων επεξεργασίας. Επί πλέον, μέσα από την εργασία αυτή φαίνεται και το πόσο σημαντικός παράγοντας στην πραγματοποίηση σωστών εκτιμήσεων είναι η ύπαρξη δεδομένων τα οποία λαμβάνουν υπ’ όψη τις τοπικές συνθήκες της εγκατάστασης και δεν στηρίζονται στη χρήση γενικών παραμέτρων.
  • Thumbnail Image
    Item
    Σχεδιασμός πολυώροφου μεταλλικού κτηρίου και σύγκριση μεθόδων μεταλλικών συνδέσεων
    Κιρκίρης, Αλέξανδρος; Kirkiris, Alexandros
    Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται η ανάλυση, ο σχεδιασμός και η διαστασιολόγηση ενός εξαώροφου μεταλλικού κτηρίου. Ο φέρων οργανισμός αποτελείται από χάλυβα. Το κτήριο αποτελείται από μεταλλικά υποστυλώματα, μεταλλικές δοκούς, σύμμεικτες και μη, καθώς και πλάκες και θεμελίωση από οπλισμένο σκυρόδεμα. Στη μία διεύθυνση αποτελείται από πλαίσια ροπής, ενώ στην άλλη από πλαίσια με κατακόρυφους συνδέσμους δυσκαμψίας. Αρχικά πραγματοποιήθηκε αντισεισμικός σχεδιασμός με τη χρήση λογισμικού. Η ανάλυση, οι γενικοί έλεγχοι των κριτηρίων μορφολογίας του κτηρίου και οι έλεγχοι επάρκειας των μελών έγιναν βασιζόμενοι στις οδηγίες του Ευρωκώδικα 0, 1, 2, 3, 4 και 8, με εστίαση στις απαιτήσεις του ικανοτικού σχεδιασμού. Βάσει των ίδιων οδηγιών σχεδιάστηκαν και οι μεταλλικές συνδέσεις, για τις οποίες χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικές μέθοδοι επίλυσης για κάθε τύπο σύνδεσης που παρουσιάζεται. Σκοπός αυτού είναι η σύγκρισή τους με κριτήριο την οικονομία, την αποτελεσματικότητά τους και την απαίτησή τους σε διαστάσεις και ποιότητα υλικού ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του Ευρωκώδικα 8.