Δραστηριότητες & Ερευνητικά Ενδιαφέροντα:

 

Το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής (EEY) υπάγεται στον Τομέα Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. To EEY είναι ένα από τα παλαιότερα Εργαστήρια της Σχολής. Ιδρύθηκε το 1963 και στεγάζεται στο ομώνυμο κτίριο, στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου. Το αντικείμενο του ΕΕΥ καλύπτει τις βασικές επιστήμες της μηχανικής των ρευστών και της υδραυλικής και τις εφαρμογές αυτών σε προβλήματα του περιβάλλοντος και των υδραυλικών έργων. Πέραν του εκπαιδευτικού έργου, το Εργαστήριο διεξάγει βασική και εφαρμοσμένη έρευνα αφενός μέσω διπλωματικών/μεταπτυχιακών εργασιών και διδακτορικών διατριβών, και αφετέρου μέσω ερευνητικών προγραμμάτων. Παράλληλα παρέχει εξειδικευμένες υπηρεσίες σε δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς στα παρακάτω πεδία: α) Περιβαλλοντική Υδραυλική, β) Υδραυλικές Κατασκευές και Δίκτυα, γ) Ανοικτούς Αγωγούς και δ) Υπόγεια Υδραυλική.

Επιστημονικός Υπεύθυνος του DarWEN στο ΕΜΠ είναι ο Διευθυντής του ΕΕΥ Καθηγητής Αναστάσιος Στάμου. Στην ερευνητική ομάδα συμμετέχουν ο Διευθυντής του Εργαστηρίου Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων (ΕΥΑΥΠ) Καθηγητής Ευάγγελος Μπαλτάς, ο Καθηγητής Χρήστος Μακρόπουλος, η Επικ. Καθηγήτρια Αικατερίνη Νάνου και ερευνητές των παραπάνω δυο εργαστηρίων. Το ΕΥΑΥΠ δραστηριοποιείται στις επιστημονικές περιοχές της υδρολογικής ανάλυσης και προσομοίωσης, της εκτίμησης και διαχείρισης των υδατικών πόρων και της υδροπληροφορικής. Στα πλαίσια αυτά, τα συνεργαζόμενα εργαστήρια καλύπτουν τους ακόλουθους ερευνητικούς τομείς:

  • Μελέτη, σχεδιασμός και υλοποίηση υδραυλικών δικτύων ύδρευσης και άρδευσης.
  • Ανάπτυξη ολοκληρωμένων μαθηματικών μοντέλων για την προσομοίωση της συμπεριφοράς υδροσυστημάτων (επιφανειακές ροές, εμπλουτισμός υπόγειου υδροφορέα, κ.α.).
  • Μοντελοποίηση της λειτουργίας υδροδοτικών συστημάτων και των επιμέρους συνιστωσών τους (απόληψη, αποθήκευση, επεξεργασία/ποιότητα και διανομή).
  • Διαχείριση και επεξεργασία υδρολογικής πληροφορίας.
  • Ανάπτυξη προγνωστικών μοντέλων, βραχυπρόθεσμου και μακροπρόθεσμου χαρακτήρα, με τη χρήση υπολογιστικής ρευστοδυναμικής και εργαλείων τεχνητής νοημοσύνης.
  • Ανάπτυξη βελτιστοποιημένων στρατηγικών διαχείρισης υδροδοτικών συστημάτων που ενσωματώνουν παράγοντες αβεβαιότητας και λαμβάνουν υπόψη την συνιστώσα του ηλεκτρισμού στο Πλέγμα Ενέργειας και Νερού με στόχο την προστασία των υδατικών πόρων και τη μείωση του κόστους λειτουργίας και συντήρησης.
  • Ανάπτυξη αλγορίθμων προσομοίωσης της λειτουργίας και ένταξης μονάδων παραγωγής, επεξεργασίας και συλλογής νερού στο υδροδοτικό σύστημα, όπως π.χ. μονάδες αφαλάτωσης, συλλογής και μονάδες επεξεργασίας ομβρίων υδάτων.
Ενδεικτικές συναφείς ερευνητικές δημοσιεύσεις

 

 

  • E. Baltas, M. Mimikou, A. Fragiskou, (2012). Hydrological balance and application of the MedWater Model on Naxos Island, Water International, 37:1, 32-42, doi: 10.1080/02508060.2012.645139.
  • Gkesouli A. and Stamou A. (2019). A CFD modeling procedure to assess the effect of wind in settling tanks, Journal of Hydroinformatics, 21 (1), 123-135.
  • D.F. Lekkas, C. Onof, M. J. Lee, E.A. Baltas, (2004). Application of Artificial Neural Networks for Flood Forecasting, Global Nest: the Int. J. Vol 6, No 3, pp 209-215.
  • C. Makropoulos, D. Nikolopoulos, L. Palmen, S. Kools, A. Segrave, D. Vries, S. Koop, H. J. van Alphen, E. Vonk, P. van Thienen, E. Rozos, and G. Medema (2018). A resilience assessment method for urban water systems, Urban Water Journal, doi:10.1080/1573062X.2018.1457166.
  • E. Rozos, D. Butler, and C. Makropoulos (2016). An integrated system dynamics – cellular automata model for distributed water-infrastructure planning, Water Science and Technology: Water Supply, 17 (6), doi:10.2166/ws.2016.080.
  • Spanoudaki K., Stamou A.I. and Nanou-Giannarou A. (2009). Development and verification of a 3-D integrated surface water-groundwater model, Journal of Hydrology, 375, 410-427.
  • Stamou A., Mitsopoulos G., Rutschmann P., Bui M-D. (2018). Verification of a 3D CFD model for vertical slot fish-passes, Environmental Fluid Mechanics, 1-27, https://doi.org/10.1007/s10652-018-9602-z.
  • Stamou A. I., and Gkesouli A. (2015). Modelling settling tanks for water treatment using computational fluid dynamics, Journal of Hydroinformatics, 745-762.

 

Συναφή ερευνητικά έργα

 

  • ΕC Freshwater Policy Framework (ENV.C1/FRA/2016/0014): Framework contract on the evaluation, review and development of EU water policy – Διάρκεια: 2/2016–12/2020 – Προϋπολογισμός: 153k€
  • MARS: Managing Aquatic ecosystems and water Resources under multiple Stress – Διάρκεια: 2/2014–1/2018 – Προϋπολογισμός: 1.65M€
  • MEDDMAN: Integrated water resources management, development and comparison of common transnational methodologies to combat drought in the MEDOCC regions – Διάρκεια: 2/2006–9/2018 – Προϋπολογισμός: 1.35M€
  • TRUST: Transitions to the Urban Water Services of Tomorrow. Πλαίσιο: FP7 – Διάρκεια: 5/2011–4/2015 – Προϋπολογισμός: 9.27Μ€ (7M€ χρηματοδότηση).
  • Improving the efficiency of settling tanks of the water treatment plant of EYDAP SA (Athens Water Supply and Sewerage Company) in Aharnes using mathematical models – Διάρκεια: 10/2013-10/2015.
  • NEPTUNE: Automation and control for water distribution systems – Διάρκεια: 3/2007-9/2010 – Πλαίσιο: EPSRC –  Προϋπολογισμός: 4Μ£
  • Συντήρηση, αναβάθμιση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων για τη διαχείριση του υδροδοτικού συστήματος της ΕΥΔΑΠ – Διάρκεια: 10/2008–11/2011 –  Προϋπολογισμός: 72k€
  • Θεωρητική και πειραματική διερεύνηση της αλληλεπίδρασης επιφανειακών και υπόγειων νερών – Πλαίσιο: Πρόγραμμα βασικής έρευνας «Λεύκιππος», ΕΜΠ –  Διάρκεια: 3/2006-3/2008 – Προϋπολογισμός: 15k€
  • WaND: Water Cycle Management for New Developments: Decision Support Tools Development –  Διάρκεια: 4/2003-12/2005 –  Πλαίσιο: EPSRC – Προϋπολογισμός: 2.7M£
  • 2019-2021 Athens Water Supply and Sewerage Company, EYDAP SA, OPTIMUM DESIGN OF THE CONTROL SYSTEM AND MONITORING OF THE HYDRAULIC BEHAVIOUR OF THE DIVERSION WORKS (TO THE CENTRAL SEWER) AND WATER QUALITY IN THE STREAM PROFITIS DANIIL.
  • 2013-2015 Athens Water Supply and Sewerage Company, EYDAP SA (http://www.eydap.gr/). IMROVING THE EFFICIENCY OF SETTLING TANKS OF THE WATER TREATMENT PLANT OF EYDAP SA IN AHARNES USING MATHEMATICAL MODELS.
  • 2007-2008 GMMSA LARCO (http://www.larco.gr). STUDY OF THE FLOW AND SETTLING CONDITIONS IN THE SETTLING TANK FOR THE METALLURGICAL SLAG ORIGINATING FROM THE ELECTRIC FURNACES OF THE METALLURGICAL PLAN OF LARYMNA (LARCO SA) WITH THE USE OF CFD MODELS, 62/2327/00.
  • 2006-2008 MICHANIKI Group of Companies (http://www.michaniki.gr/sitenew/ index.cfm). STUDY OF THREE TECHNICAL WORKS OF DIAKONIARIS STREAM IN PATRAS, GREECE USING PHYSICAL AND MATHEMATICAL MODELS, 62/2107/00.
  • 2004-2006 Municipality of Philothei (http://www.philothei.gr/). INVESTIGATION AND ABATMENT OF THE STABILITY PROBLEMS OF THE BANKS AND BED OF THE STREAM OF PHILOTHEI USING MATHEMATICAL MODELS AND MODERN ENVIRONMENTAL METHODS, 62/1802/00
  • 2001-2002 Athens Water Supply and Sewerage Company, EYDAP SA (http://www.eydap.gr/). OPTIMISATION OF THE HYDRAULIC DESIGN OF THE WATER TANKS OF EYDAP SA WITH THE USE OF MATHEMATICAL MODELS-APPLICATION IN THE TANK OF AGIOS STEFANOS, 62/1384/01.
Λογισμικό CFD:

 

Το Εργαστήριο ΕΕΥ αξιοποιεί το εμπορικό λογισμικό FLOW-3D, τα open source TELEMAC – 2D, HEC-RAS και EPA και έχει αναπτύξει το 3-D μοντέλο υδροδυναμικής συμπεριφοράς και ποιότητας υδάτων σε παράκτιες περιοχές FLOW-3DL. Τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούνται για α) την επίλυση ροών σε ανοικτούς και κλειστούς αγωγούς, β) την επίλυση ροών με ελεύθερη επιφάνεια ή υπό πίεση, γ) υπολογισμούς σε δίκτυα ύδρευσης και αποχέτευσης, δ) για ροές υπόγειων νερών και ε) για τον έλεγχο της ποιότητας των υδάτων (Water Quality Models). Στα πλαίσια του DarWEN χρησιμοποιούνται ως βάση για την προσομοίωση των υδραυλικών συστημάτων και των μοντέλων ποιότητας νερού.

Εγκαταστάσεις Πειραματικής Υδραυλικής:

 

Το ΕΕΥ διαθέτει μεγάλη αίθουσα πειραμάτων (Αίθουσα Γ. Νουτσόπουλου) έκτασης περίπου 1000m², εξοπλισμένη με δύο γερανογέφυρες και αυτόνομο σύστημα τροφοδοσίας – ανακυκλοφορίας νερού δυναμικότητας 200 l/s. Η ανακαινισμένη αίθουσα περιλαμβάνει 15μετρη διώρυγα μεταβλητής κλίσης και δύο ακόμη μικρότερες διώρυγες, δεξαμενές διαφόρων διαστάσεων και ειδικά διαμορφωμένο χώρο σε δύο επίπεδα για μελέτη υπερχειλιστών φραγμάτων και άλλων υδραυλικών κατασκευών.