Strömungsphysik an der Universität Hamburg

Karteikarten und Zusammenfassungen für Strömungsphysik an der Universität Hamburg

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Beispielhafte Karteikarten für Strömungsphysik an der Universität Hamburg auf StudySmarter:

Was ist ein Schließungsproblem von turbulenten Strömungen? Wie versucht man es zu lösen?

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Wie wird die zeitlich gemittelte Impulserhaltungsgleichung genannt? 

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Wie kann man sich viskose Deformationsarbeit vorstellen und was passiert mit der dort eingesetzen Enegie (Term e)?

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Was verstehen Sie unter der sog. Wandschubspannungsgeschwindigkeit?

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Was sind Auswirkungen von Turbulenz?

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Charakteristika einer turbulenten Strömung?

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Wie wird die kinetische Energiegleichung der Hauptströmung abgeleitet?

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Was ist eine Grenzschicht?

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In welche groben Betrachtungsskalen wird in der Meteorologie unterschieden und welche Approximationen sind in den einzelnen Gebieten gut anwendbar?

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Was ist Turbulenz?

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Charakteristika laminarer Strömungen?

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Weshalb wird Term d der Energiegl. als "Diffusionsterm" bezeichnet? Was für Prozesse beschreibt er?

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Beispielhafte Karteikarten für Strömungsphysik an der Universität Hamburg auf StudySmarter:

Strömungsphysik

Was ist ein Schließungsproblem von turbulenten Strömungen? Wie versucht man es zu lösen?

– durch turbulente zusätzliche Terme Gleichungssystem nicht exakt bestimmbar

– Versuch Korrelationen zu finden und unbekannte Größen auf bekannte Strömungseigenschaften/Größen zurückzuführen

Strömungsphysik

Wie wird die zeitlich gemittelte Impulserhaltungsgleichung genannt? 

– Reynoldsgleichung 

– Grundlegend für gesamte Strömungs- und Fluiddynamik

Strömungsphysik

Wie kann man sich viskose Deformationsarbeit vorstellen und was passiert mit der dort eingesetzen Enegie (Term e)?

– Arbeit wird geleistet 

– Energie wird in Term e der Energiegl. in Reibung bzw. Wärme umgewandelt 

– Ekin geht der Hauptströmung verloren

Strömungsphysik

Was verstehen Sie unter der sog. Wandschubspannungsgeschwindigkeit?

– Wurzel aus Schubspannung/Fluiddichte

– ergibt sich aus der Integration der Reynoldsgleichung

– beschreibt die Schubspannung, die eine strömende Fluidschicht auf eine benachbarte Schicht/Grenzschicht ausübt

Strömungsphysik

Was sind Auswirkungen von Turbulenz?

– intensiver Impuls-, Energie- und Stoffaustausch
– ablöseverzögernd (senkt Formwiderstand)
– erhöht Reibungswiderstand
– erzeugt Druckschwankungen
– verursacht Schwingungen

Strömungsphysik

Charakteristika einer turbulenten Strömung?

– Angenommen als zeitlich gemittelter Hauptströmung und überlagerter verwirbelter Nebenströmung

– zusätzlicher turbulenter Impulsaustausch

–> Zusätzliche Trägheitsreaktionen und die Wirbelviskosität(Wirbelzähigkeit) als Strömungseigenschaft

Strömungsphysik

Wie wird die kinetische Energiegleichung der Hauptströmung abgeleitet?

– Durch Mathemathische Manipulation

– Reynoldsimpulsgl. nehmen

– Multiplizieren mit Ui –> Form mit Ui^2

– entspricht Energie

Strömungsphysik

Was ist eine Grenzschicht?

Allgemein: Bereich indem physikalische Charakteristika systematisch variieren

Strömungen: Bereich über einer Fläche in dem ein Fluid Reibungskräfte wahrnimmt
– Gibt Grenzschichten in Temperatur, Dichte, Strömungen

– Meteo Def. mit 95% der freien Geschw. ungünstig, da Jet und v am Grenzschichtrand variabel ist

Strömungsphysik

In welche groben Betrachtungsskalen wird in der Meteorologie unterschieden und welche Approximationen sind in den einzelnen Gebieten gut anwendbar?

Makroskala: Lh=1500km,Lv=5-10km, Tc= Tagen, Vc=10-15m/s

 Bsp. Zyklonen, Tröge und Rücken 

–> 2D Betrachtung

Mesoskala: Lh=1-100km, Lv=10km

Bsp. Wolken Cluster, starke Konvektion

–> Übergang 2D-3D Betrachtung

Mikroskala: Lh/Lv= 0,5 –> 3D Betrachtung

Bsp. Auftriebswirbel und Turbulenz 

Strömungsphysik

Was ist Turbulenz?

– Bewegung von Fluiden, bei der Verwirbelungen auf allen Größenskalen auftreten
– Keine Stoff- oder Fluideigenschaft, sondern Strömungszustand

– Nicht genau definierbar, lediglich durch seine Eigenschaften gekennzeichnet

Strömungsphysik

Charakteristika laminarer Strömungen?

-Einzelne Molekülbewegung wird unterschlagen

– Durch Scherströmung kommt es zu Impulsaustausch zwischen Strombahnen und damit Trägheitsreaktionen

Trägheitsreaktionen zwischen Strombahnen werden durch die Stoffeigenschaft der Viskosität(Zähigkeit) beschrieben 

Strömungsphysik

Weshalb wird Term d der Energiegl. als "Diffusionsterm" bezeichnet? Was für Prozesse beschreibt er?

– Beschreibt keine zu oder Abfuhr, lediglich Umverteilung der Bilanzierten kinetischen Energie

– Ausmultipliziert ergeben sich dafür verantwortliche einzelne Prozesse (Druckwirkung,molekulare/turbulente Diffusion). 

– Formal mathematisch nachweisen: Mithilfe Gaußschen Integralsatz und geschickter Wahl des Bilanzraums (Stromröhre) 

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