Δ2.4 Προχωρημένη Περιβαλλοντική Υδραυλική

Εισαγωγή, διαδικασίες μεταφοράς και ανάμιξης στο υδάτινο περιβάλλον (μετάθεση, διάχυση, διασπορά), βασικές εξισώσεις, αναλυτικές λύσεις και εφαρμογές σε μονοδιάστατα και διδιάστατα υδάτινα σώματα (υδατορεύματα, εκβολές ποταμών, λίμνες και ταμιευτήρες, παράκτια ύδατα), στρωματωμένες ροές (βασικές έννοιες, εσωτερικοί κυματισμοί, ρεύματα πυκνότητας, αλάτινη σφήνα κλπ), φλέβες και πλούμια (ταξινόμηση, βασικές παράμετροι, ανάμιξη στο κοντινό πεδίο, αλληλεπίδραση φλεβών, επίδραση συνθηκών περιβάλλοντος, διαχυτήρες), στοιχεία γεωφυσικής ρευστομηχανικής (δύναμη Coriolis, γεωστροφικές ροές, στρώμα Ekman, ανάδυση). Τα ανωτέρω διδάσκονται με την εξής σειρά:

1. Εισαγωγή. Διαδικασίες μεταφοράς και ανάμιξης στο υδάτινο περιβάλλον (μετάθεση, διάχυση, διασπορά). Βασικές εξισώσεις και αναλυτικές λύσεις.
2. Έννοια και περιγραφή τυρβώδους διάχυσης. Εκτίμηση συντελεστών τυρβώδους διάχυσης, νόμος 4/3, ανάμιξη σε παράκτια νερά.
3. Διασπορά λόγω διάτμησης και υπολογισμός συντελεστή διασποράς. Ανάμιξη σε αγωγούς και φυσικά υδατορεύματα. Αναλυτικές λύσεις. Εφαρμογές.
4. Ανάμιξη σε εκβολές ποταμών. Χρόνος ανανέωσης / παραμονής. Ανάμιξη σε λίμνες και ταμιευτήρες. Εφαρμογές.
5. Στρωματωμένες ροές: βασικές έννοιες, προσέγγιση Boussinesq, εσωτερικοί κυματισμοί. Εξισώσεις ροής 2 στρώσεων, ρεύματα πυκνότητας, εσωτερικό υδραυλικό άλμα, αλάτινη σφήνα. Ευστάθεια και μίξη σε διεπιφάνειες. Ροές συναγωγής, φαινόμενα διπλής διάχυσης.
6. Στοιχεία γεωφυσικής ρευστομηχανικής: Επίδραση περιστροφής της γης, γεωστροφικές ροές, στρώμα Ekman στην ατμόσφαιρα & ωκεανούς, ανάδυση.
7. Φλέβες και πλούμια. Ταξινόμηση, βασικές παράμετροι. Ανάμιξη στο κοντινό πεδίο, αλληλεπίδραση φλεβών, επίδραση συνθηκών περιβάλλοντος (ρεύματα, στρωμάτωση). Αγωγοί εκβολής και διαχυτήρες. Εφαρμογές.