Prüfungsprotokoll WiSe 15/16

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  • Prüfungsprotokoll WiSe 15/16

    Bevor die Erinnerungen versiegen, würde ich gerne ein Protokoll für die heutige Prüfung anlegen. Im Folgenden das, woran ich mich erinnere. Bitte postet eure Ergänzungen!

    Aufgabe 1 - Modalanalyse
    Ein Hochhaus sollte als Zweimassenschwinger modelliert werden. Die obere Masse m ist über die Steifigkeit \(k_2 = 2k\) mit der unteren Verbunden. Die untere Masse (ebenfalls m) ist über eine Steifigkeit \(k_1 = 3k\) und einen Dämpfer \(d\) mit dem Boden \(x\) verbunden.
    a) Mechanisches Ersatzschaltbild erstellen
    b) Schaltplan aus elementaren Prozesselementen ableiten, dabei die Energieflüsse angeben
    c) Bewegungsgleichungen aufstellen. Wie erhält man die Bewegungsgleichungen ohne Freischneiden? Wie geht man dabei mit der Dämpfung um?
    d) Zerlegung und modale Koordinaten beschreiben, es sollten außerdem die Eigenfrequenzen des ungedämpften Systems bestimmt werden.
    e) Was ist der Vorteil der Modalanalyse)

    Aufgabe 2 - Techno-Ökonomische Optimierung
    Es soll für ein Schiff mit Verbrennungsmotor, der einen Propeller antreibt, eine Optimierung durchgeführt werden. Dabei soll das Schiff über die Lebenszeit 1000 mal die Strecke s zurücklegen. Der Ertrag soll proportional zur Schifffläche und antiproportional zur Zeit sein.
    Gegebene Größen: \(A, \eta_{Fr}, \eta_{mechanisch}, \text{Brennstoffmasse}\,m_t, \text{Verbrennungswärme}\,H_t, s, \rho_w, c_w, \text{mittlere Geschwindigkeit}\,v_s, F_w=\frac{1}{2} c_w \rho_w A v_s^2, \text{Investitionskosten}\,K_I = k_i A^{1,5}, r, \\ \text{Kosten für Brennstoff}\,k_T\)
    a) Berechnen des verbrauchten Brennstoffes in Abhängigkeit der mittleren Geschwindigkeit \(v_s\)
    b) Aufstellen der Zielfunktion sowie Optimieren bezüglich der mittleren Geschwindigkeit \(v_s\) , dabei sollten die Investitionskosten unberücksichtigt bleiben.
    c) Aufstellen der Zielfunktion sowie Optimieren bezüglich der Fläche \(A\) , hier sollten die Investitionskosten berücksichtigt werden.

    Aufgabe 3 - Kurzfragen
    a) Gegeben war ein Lager mit Reibmoment \(M_R\) , wirkende Kraft \(F\) , Volumen \(V\) sowie \(\rho, \eta, g, \Omega\) . Man sollte das Reibmoment in abhängigkeit der anderen Größen bestimmen sowie die dimensionslosen Größen angeben (habe das so verstanden, dass man eine Dimensionsanalyse machen sollte).
    b) Gegeben waren zwei Durchflusssensorn mit unterschiedlichem Einsatzbereich sowie deren systematischer Fehler. Es sollte beurteilt werden, ob der Volumenstrom einer Pumpe drehzahlabhängig ist. Hierfür waren zwei Messreihen mit jeweils 200 Messpunkten gegeben (Mittelwert und Standardabweichung), wobei die Messreihen jeweils mit dem anderen Sensor ermittelt wurden. Außerdem wurde der Studentsche Faktor mit 1,96 angegeben.
    c) Nichtlineare Differentialgleichung war gegeben. Diese sollte linearisiert und die Eigenfrequenz angegeben werden.
    d) Cordier-Diagramm: Zu einem gegebenen Bauraum, Volumenstrom und Förderhöhe sollte die optimale Pumpe ausgewählt werden. Dabei waren die beiden dimensionslosen Kennziffern anzugeben.
    e) Was ist das elektrische Analogon zur Wärmekapazität bei thermischen Vorgängen?
    f) Nennen Sie drei Arten von Energien, die mit Teilchen transportiert werden können.
    g) Neben Axiomen verwenden Sie drei andere Arten von Gleichungen. Benennen Sie diese.

    Wie gesagt, daran erinnere ich mich noch. Kann sein, dass das ein oder andere nicht ganz richtig ist.

    Wie fandet ihr die Klausur? Vom letzten Jahr hab ich viel schlimmes gehört, von daher war ich auf alles gefasst. Im großen Ganzen fand ich die Klausur anspruchsvoll, aber machbar. Es wurde eigentlich alles aus den Vorrechenübungen abgefragt.