SoSe19 Gedächtnisprotokoll

    Hey,

    anbei ist mein Gedächtnisprotokoll für die Prüfung bei Professor Wang, der ja dieses Sommersemester Professor Oberlack vertreten hat. Das Protokoll ist aber mit den alten vergleichbar und daher auch sicherlich in kommenden Semestern hilfreich. Ich habe es auch in die Filebase hochgeladen.


    Allgemeines: Lernen mit den alten Protokollen hilft definitiv viel. Man sollte die wichtigen Gleichungen gut beherrschen und wissen was mit den Termen z.B. bei homogener Turbulenz geschieht. Dazu ist es auch hilfreich einzelne Terme genau zu kennen (z.B. in der Transportgleichung für die Reynoldsspannungen)


    Kap 1: Einführung

    ·       Warum ist Turbulenz zufällig? (kleine Störung in Anfangsbedingungen bewirkt große Änderung der Ergebnisse)


    Kap 3: Statische Beschreibung der Turbulenz

    ·       Definition und wichtige Eigenschaften sowohl von CDF als auch von PDF.

    ·       CDF und PDF sowohl für konstante Verteilung (Abb. 3.5) und Delta Funktionsverteilung (Abb. 3.8) zeichnen.

    ·       Mathematische Definition des Mittelwertes.

    ·       Definition von homogener Turbulenz.


    Kap 4: Gleichungen für gemittelte Variablen

    ·       Gemittelte Massen und Impulserhaltung hinschreiben können.

    ·       Wie sieht Massenerhaltung für Fluktuationsgeschwindigkeit aus?

    ·       Wie wird die Gleichung für den RST hergleitet? Welche Terme gibt es in der RST Gleichung? Welche dieser Terme sind ungeschlossen, welche verschwinden bei homogener Turbulenz? Man muss hier z.B. auf alle Fälle wissen, dass die Diffusion aus drei Teilen besteht. Genauere Kenntnisse der Terme hilft um zu erklären, was z.B. bei homogener Turbulenz wegfällt.

    ·       Wie ist die Zwei Punkt Korrelation definiert? Wie kann man die Transportgleichung für die Zweipunktkorrelation herleiten? Wie viele ungeschlossene Terme hat diese Transportgleichung? Was sind die Vor- und Nachteile der ZPK Transportgleichung? Warum ist der nicht-lokale Term nicht lokal (Geschwindigkeiten von zwei unterschiedlichen Orten tauchen auf)?

    ·       Welcher Terme der ZPK Transportgleichung fallen bei homogener (nicht isotroper) Turbulenz weg?

    ·       Wie kann man Rij bei isotroper Turbulenz darstellen? Wie sind f und g definiert bzw. was stellen sie dar? Womit kann man f und g zueinander in Verbindung setzen (Kontigleichung)?

    ·       Was muss man noch tun um auf die Von-Karman Horwath Gleichung zu kommen (Umschreibung von Druck-Geschwindigkeits- und Tripelkorrelation mit Tensorinvariantentheorie)? Wie kann man die Druck-Geschwindigkeitskorrelation mit der Tensorinvariantentheorie darstellen und warum wird sie in isotroper Turbulenz null (Kontigleichung und Singularität von s)?

    ·       Von Karman-Howarth Gleichung hinschreiben.


    Kap 5: Skalen turbulenter Felder

    ·       Energiekaskade erklären.

    ·       Wie nennt man die Energietransferrate und warum (Dissipation, da Energietransfer durch Dissipation bei kleinen Skalen bestimmt ist)?

    ·       Alle drei Hypothesen von Kolmogorov erklären.

    ·       Skalen im Dissipationsbereich dimensionsanalytisch herleiten können.

    ·       Definition der Struktur Funktion hinschreiben können. Von wie vielen unbekannten hängt diese bei homogener isotroper Turbulenz ab (1 wegen Kontigleichung).

    ·       Wie sehen DLL und DLLL im Inertialbereich aus (Exponent von epsilon*r ist entscheidend)?

    ·       Wie sieht f (r) über r aus? Wie ist das integrale Längenmaß L11 definiert?

    ·       Abklingverhalten homogener isotroper Turbulenz: Wie lautet die Ähnlichkeitsannahme? Was für Annahmen werden getroffen (Re=const)? Wie verhalten sich l und k in Abhängigkeit der Zeit?


    Kap 6: Wandnahe Scherströmungen

    ·       Welche Schichten gibt es in Wandnähe? Dimensionsanalyse für dU/dx allgemein?

    ·       Geschwindigkeitsverlauf in viskoser Unterschicht, log Bereich, und Geschwindigkeits Defizit Bereich aufschreiben können. Wie kommt man auf das Geschwindigkeits-Defizit Gesetz?


    Kap 8: Direkte numerische Simulation

    ·       Wie ist das Verhältnis von integraler Längen (Zeit) Skala zur Kolmogorov Längen (Zeit) Skala? Abhängigkeit des Rechenaufwandes von der Reynoldszahl?


    Kap 9: Modelle mit turbulenter Viskosität

    ·       Boussinesq Hypothese hinschreiben können? Warum braucht man das 2/3*k*delta(ij) (damit die Spur i=j gleich 2k wird, das bei i=j die Terme mit ny_t null werden wegen der Kontigleichung)?

    ·       K-epsilon Modell: Wie ist ny_t definiert und warum (Dimensionsanalyse)? K und epsilon Gleichung hinschreiben können? Woher kommen beide Gleichungen? Welcher Terme müssen in der k Gleichung modelliert werden und wie werden diese modelliert?

    ·       Wie sehen die k und epsilon Gleichungen für homogene isotrope Turbulenz aus? Wie ändert sich k mit der Zeit (power law)?


    Kap 10: Reynoldsspannungsmodelle

    ·       Wie wird epsilon modelliert? Was ist die zugrundeliegende Annahme (Isotropie)?

    ·       Wie ist die Modellierungsstruktur für die Druck-Scherkorrelation (Aufteilung in drei Teile)?

    ·       Warum heißen die Teile slow bzw. rapid (Gibt an wie schnell sie auf Geschwindigkeitsgradienten reagieren)?

    ·       Was ist die Grundannahme des Rotta Modells (immer Übergang von homogener(!!) anisotroper Turbulenz zu homogener isotroper Turbulenz)? Wie lautet die Formel für den slow Part im Rotta Modell?

    ·       Rapid Distortion Theorie: Was ist das RDT Limit? Was muss modelliert werden (Mijkl)?


    Beste Grüße

    Aaron