Το θαλάσσιο περιβάλλον ως φορέας κυματικών φαινομένων. Φυσικές ιδιότητες του
θαλάσσιου νερού. Επισκόπηση βασικών εννοιών και εξισώσεων της Μηχανικής Ρευστών.
Παραγωγή των κυματικών εξισώσεων που διέπουν ορισμένες κατηγορίες δυναμικών
φαινομένων στη θάλασσα (κύματα βαρύτητας, ακουστικά κύματα). Αναλυτικές λύσεις των
κυματικών εξισώσεων σε απλές περιπτώσεις (επίπεδο κύμα, κυλινδρικό κύμα, σφαιρικό
κύμα., σημειακές πηγές κυματισμών στον ελεύθερο χώρο και σε κυματοδηγούς). Βασικά
κυματικά φαινόμενα: συμβολή, ανάκλαση, διάθλαση, περίθλαση (σκέδαση), αρχή του
Huygens. Γενικές μέθοδοι επίλυσης των κυματικών εξισώσεων (αναλυτικές, ημιαναλυτικές,
αριθμητικές, υβριδικές). Γεωμετρική κυματική (θεωρία ακτίνων). Παραγωγή των εξισώσεων
της γεωμετρικής κυματικής ως υψίσυχνης ασυμπτωτικής προσέγγισης των κυματικών
εξισώσεων. Εξισώσεις ακτίνων. Εξισώσεις πλάτους (για κύματα βαρύτητας και για ακουστικά
κύματα). Η αρχή των Ηρωνος-Fermat: Ένας εναλλακτικός τρόπος παραγωγής των
εξισώσεων της γεωμετρικής κυματικής. Αναλυτικές λύσεις των εξισώσεων της γεωμετρικής
κυματικής. Διάθλαση σε ανομοιογενές μέσο με αργά μεταβαλλόμενο δείκτη διάθλασης.
Ακτίνες σε στρωματοποιημένα μέσα. Ακουστικό κανάλι στη θάλασσα. Τεχνολογικές και
περιβαλλοντικές εφαρµογές των κυµάτισμών βαρύτητας: Επίδραση σε κατασκευές και στο
παράκτιο περιβάλλον, Kυµατική ενέργεια, Προσδιορισμός κυματικών συνθηκών σε
θαλάσσιες/ παράκτιες περιοχές. Τεχνολογικές και περιβαλλοντικές εφαρµογές των ηχητικών
κυµάτων.
- Διδάσκων: Κωνσταντίνος Μπελιμπασάκης
Διδακτικές Μονάδες : 4
Γλώσσα : el, en
Μαθησιακά Αποτελέσματα : Το μάθημα έχει στόχο να προσφέρει στους φοιτητές:
1) Το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση των βασικών φαινομένων
κυματοδήγησης στο θαλάσσιο και παράκτιο περιβάλλον, σε ότι αφορά τη φυσική της
διάδοσης των ακουστικών κυμάτων σε πολυστρωματοποιημένα και ανομοιογενή μέσα, όπως
ο θαλάσσιος ακουστικός κυματοδηγός, και της διάδοσης των επιφανειακών υδάτινων
κυματισμών σε λωρίδα υγρού σταθερού βάθους και γενικής βαθυμετρίας, σε αλληλεπίδραση
με το θαλάσσιο πυθμένα.
2) Εξειδικευμένες γνώσεις για τις αρχές που διέπουν τα ανωτέρω φαινόμενα, τη μαθηματική
μοντελοποίηση των σχετικών προβλημάτων αρχικών και συνοριακών τιμών, και τη
παρουσίαση των βασικών μεθόδων και τεχνικών επίλυσης.
3) Την ανάδειξη των πλεονεκτημάτων των παραπάνω μεθόδων σε ένα πλήθος εφαρμογών
στις παρακάτω κατευθύνσεις, όπως: Kυματική ενέργεια, επίδραση σε κατασκευές, επίδραση
στο παράκτιο περιβάλλον, Καθορισμός κυματικών συνθηκών σε θαλάσσιες/παράκτιες
περιοχές, Yποθαλάσσια τηλεπικοινωνία, θαλάσσια τομογραφία, τηλεπισκόπηση θαλάσσιου
περιβάλλοντος.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια :
1) θα έχει κατανοήσει τα βασικά φαινόμενα κυματοδήγησης στο θαλάσσιο και παράκτιο
περιβάλλον.
2) θα μπορεί να χρησιμοποιεί βασικά αποτελέσματα της θεωρίας για τη πρόβλεψη της
διάδοσης υδάτινων και ακουστικών κυμάτων στο θαλάσσιο και παράκτιο περιβάλλον.
3) να χρησιμοποιήσει τις αριθμητικές μεθόδους που περιγράφονται στα πλαίσια του
μαθήματος για βασικούς υπολογισμούς του κυματικού πεδίου και των συναφών ενεργειακών
μεγεθών.