Προχωρημένες υπολογιστικές μέθοδοι για την προσομοίωση και τη βελτιστοποίηση των συνθηκών θερμικής άνεσης, υγιεινής, ασφάλειας και ενεργειακής κατανάλωσης σε εσωτερικούς χώρους Ερευνητική ομάδα Νικόλαος-Χρήστος Μαρκάτος, Kαθηγητής ΕΜΠ (DIC, PhD, C.Eng.) Γεώργιος Μ. Σταυρακάκης, Δρ. Χημ. Μηχανικός ΕΜΠ Μιχαήλ Χριστόλης, Δρ. Πολ. Μηχανικός ΕΜΠ (Περιβαλλοντολόγος DEA) Sustainabity, Thermal Comfort, Hygiene and energy saving in internal spaces (in Greek) 1) Σκοπός έρευνας: Ανάπτυξη γενικού μαθηματικού μοντέλου υπολογιστικής ρευστοδυναμικής για την πρόβλεψη των συνθηκών διαβίωσης (θερμική άνεση, υγιεινή και ασφάλεια) σε εσωτερικούς χώρους. Πρόταση γενικής μεθοδολογίας βελτιστοποίησης του σχεδιασμού για την βελτίωση της ποιότητας ζωής. Συσχέτιση μεταβλητών σχεδιασμού και ελέγχου με εφαρμογή μεθόδων μη γραμμικού προγραμματισμού (τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, ΑΝΝ) Μέθοδοι πολυκριτηριακής βελτιστοποίησης Νομογραφήματα Εφαρμογές: «Έξυπνα» κτίρια, «Πράσινα» Κτίρια, Πρόβλεψη σεναρίων ατυχημάτων (what-if analysis), Περιβαλλοντική προστασία, Ενεργειακή εξοικονόμηση, Αειφορία. 2) Διεπιστημονικές συνεργασίες: Imperial College, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ, Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών ΕΜΠ, Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών ΤΕΙ Χαλκίδας. 3) Διακρίσεις: Επιστημονικές δημοσιεύσεις σε έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά (π.χ. Int. J. Heat & Mass Transfer, Energy & Buildings, Building & Environment, Build. Serv. Engineering Research and Technology), top 25 hottest articles (Elsevier). Εφαρμογές/Αποτελέσματα Κτιριακά ατυχήματα Βιομηχανικά ατυχήματα Δόμηση του CFD μοντέλου/Μέθοδος επίλυσης Βιοκλιματικοί και περιβαλλοντικοί χάρτες Χωρική διακριτοποίηση Ίχνη «Πεταλοειδούς» δίνης ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ Κεφάλαια σε Διεθνή Βιβλία με Κριτές G.M. Stavrakakis, A.I. Stamou, N.C. Markatos, «Evaluation of thermal comfort in indoor environments using Computational Fluid Dynamics (CFD)», In: Harris R.G., Moore D.P. (editors), Indoor Work and Living Environments: Health, Safety and Performance. Nova Science Publishers Inc., 2009, pp. 97-166, ISBN: 978-1-61728-521-9. D.P. Karadimou, G.M. Stavrakakis, N.C. Markatos, «Computational prediction of airflow and thermal comfort in naturally ventilated real-scale buildings», In: Nemecek J., Schulz P. (editors), Buildings and the Environment, Nova Science Publishers Inc., 2009, ISBN: 978-1-60876-128-9. Διεθνή Επιστημονικά Περιοδικά με Κριτές 1) G.M. Stavrakakis, P.L. Zervas, H. Sarimveis, N.C. Markatos, «Optimization of window-openings design for thermal comfort in naturally ventilated buildings», Applied Mathematical Modelling 36 (1) (2012) 193-211. 2) G.M. Stavrakakis, N.M. Tomazinakis, N.C. Markatos, «Modified “closure” constants of the Standard k-ε turbulence model for the prediction of wind-induced natural ventilation», Building Services Engineering Research and Technology DOI: 10.1177/0143624411407950. 3) G.M. Stavrakakis, D.P. Karadimou, P.L. Zervas, H. Sarmveis, N.C. Markatos, «Selection of window sizes for optimizing occupational comfort and hygiene based on computational fluid dynamics and neural networks», Building and Environment 46 (2) (2011) 298-314. 4) G.M. Stavrakakis, P.L. Zervas, H. Sarimveis, N.C. Markatos, «Development of a computational tool to quantify architectural-design effects on thermal comfort in naturally ventilated rural houses», Building and Environment 45 (1) (2010) 65-80. 5) G.M. Stavrakakis, N.C. Markatos, «Simulation of airflow in one- and two- room enclosures containing a fire source», International Journal of Heat and Mass Transfer 52 (11-12) (2009) 2690-2703. 6) G.M. Stavrakakis, M.K. Koukou, M.Gr. Vrachopoulos, N.C. Markatos, «Natural cross-ventilation in buildings: Building-scale experiments, numerical simulation and thermal comfort evaluation», Energy and Buildings 40 (9) (2008) 1666-1681. Εθνικά Επιστημονικά Περιοδικά με Κριτές Δ.Π. Καραδήμου, Γ.Μ. Σταυρακάκης, Ν.Χ. Μαρκατος, «Αριθμητική προσομοίωση φυσικού αερισμού σε γεωμετρία κτηριακής κλίμακας για τον προσδιορισμό των συνθηκών θερμικής άνεσης», Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, τεύχ. 2 (2010) 155-167. Διεθνή συνέδρια (υπογραμμίζεται ο ομιλητής) G.M. Stavrakakis, M.K. Koukou, M.Gr. Vrachopoulos, N.C. Markatos, «Experimental and numerical analysis of natural ventilation in buildings», in: CD Proceedings of 6th GRACM International Congress on Computational Mechanics, Thessaloniki, June 19-21, 2008, ISBN: 978-960-6706-08-0. 2) G.M. Stavrakakis, M.K. Koukou, M.Gr. Vrachopoulos, N.C. Markatos, «Study of airflow pattern and thermal environment in naturally ventilated buildings», in: CD Proceedings ENERTECH2007, Chapter 13, Athens, October 18–21, 2007. 3) G.M. Stavrakakis, N.C. Markatos, «Computational prediction of buoyancy-driven airflow in air-conditioned enclosures», in: CD Proceedings of 2nd International Conference “From Scientific Computing to Computational Engineering” (IC-SCCE), Athens, July 5–8 2006. Βελτιστοποίηση-Νομογραφήματα ΜΟΝΑΔΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ: Ν.Χ. ΜΑΡΚΑΤΟΣ, Γ.Μ. ΣΤΑΥΡΑΚΑΚΗΣ, Μ. ΧΡΙΣΤΟΛΗΣ ΑΘΗΝΑ 2011