Turbulenz in neutralen Fluiden und Plasmen
Turbulence in neutral Fluids und Plasmas

Modul PH2175

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom SS 2013

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2016/7SS 2013

Basisdaten

PH2175 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2175 in der Version von SS 2013 war Ulrich Stroth.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul gibt eine Einführung in die Turbulenzforschung. Dazu gehören experimentelle Beobachtungen sowie anschauliche modellhafte und einfache theoretische Ansätze zu deren Beschreibung. Ausgangspunkt sind niederdimensionale chaotische Systeme. Nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen von neutralen Fluiden und magnetisierten Plasmen, werden für beide Systeme zunächst die wichtigsten linearen Instabilitäten behandelt um dann den Einfluss von verschiedenen Nichtlinearitäten zu demonstrieren. Die draus resultierende voll entwickelte Turbulenz wird für drei- und zwei-dimensionale Flüssigkeiten und besonders für magnetisierte Plasmen behandelt. Die verschiedenen Konzepte werden mit Beispielen aus der Astrophysik, der Fusionsforschung und aus den Ingenieurswissenschaften veranschaulicht.  Begleitend zur Vorlesung werden in Übungen numerische Techniken zur Analyse von aus Turbulenzexperimenten gewonnenen Zeitreihen erlernt. Dazu gehören Fourier- und  Wavelet-Methoden sowie moderne nichtlineare Analysetechniken.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage

  1. die Grundlegenden Eigenschaften der Turbulenz zu erklären
  2. charakteristische Unterschiede zwischen Chaos, zwei- und dreidimensionale Turbulenz zu benennen.
  3. die wichtigsten Instabilitäten, die zur Turbulenz führen, zu erläutern
  4. experimentelle Techniken zur  Untersuchung von Turbulenz zu beschreiben
  5. grundlegende numerische Verfahren zur Zeitreihenanalysen durchzuführen

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Turbulenz in neutralen Fluiden und Plasmen Manz, P. Mittwoch, 14:00–16:00

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit, Diskussion, Lehrfilme

Medienformen

Übungsblätter, begleitende Internetseite, ergänzende Literatur

Literatur

  • Davidson, Turbulence, and Introduction for Scientists and Engineers, Oxford Univ. Press 2004
  • Frisch, Turbulence; the Legacy of A.N. Kolmogorov, Cambridge University Press 1995
  • Pope, Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000
  • Stroth, Plasmaphysik, Phänomene, Grundlagen, Anwendungen, VIEWEG+TEUBNER Press, New York", Wiesbaden 2011

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Turbulenz in neutralen Fluiden und Plasmen
Mo, 3.4.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 3.4.2017 und 29.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-04-03 and 2017-04-29. bis 2.4.2017
Mo, 6.2.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 1.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-04-01. bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 5.2.2017)

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.