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#20496 / #2

Seit WS 2017/18

Deutsch

Nichtlineare Plasmaphysik

12

Müller, Wolf-Christian

benotet

Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit


Fakultät II

Zentrum für Astronomie und Astrophysik

Keine Angabe

Physik

Kontakt


ER 3-2

Keine Angabe

wolf-christian.mueller@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen über theoretische Grundlagen der nichtlinearen Plasmaphysik im Hinblick auf die Dynamik turbulenter Plasmen und die für deren numerische Untersuchung notwendigen Techniken. Sie haben fundierte Kenntnisse der kontinuumsdynamischen Plasmabeschreibung sowie fluid- und plasmaphysikalischer Konzepte, welche der nichtlinearen Dynamik turbulenter Strömungen, insbesondere in Plasmen, zugrundeliegen. Sie kennen und diskutieren experimentelle Aspekte der Vermessung turbulenter Strömungen. Dabei verwenden sie u.a. Konzepte der Elektrodynamik, Kontinuumsmechanik, statistischen Physik und der Plasmaphysik. Darüber hinaus verfügen die Studierenden über grundlegende numerische Methodenkenntnisse, welche zum theoretischen Werkzeugkasten eines/-r an nichtlinearen Problemen arbeitenden Wissenschaftlers/-in gehören. Turbulenz stellt im Universum den Normalfall bei Plasmaströmungen dar. Dabei ist die numerische Vertiefung ausreichend breit angelegt, damit die Studierenden in der Lage sind, ihre Fähig- und Fertigkeiten auch in anderen Feldern der Physik und Technik anzuwenden. Die Turbulenzvorlesung schließt auch Strömungen in elektrisch neutralen Flüssigkeiten und Gasen mit ein und ist somit auch für den technischen sowie astro- und geowissenschaftlichen Bereich von Interesse.

Lehrinhalte

1) Nichtlineare Plasmaphysik I (WiSe) Begriffs- und Modelldefinition, Turbulenz in Experiment und Beobachtung, statistische Turbulenztheorie und Fourierdarstellung, ideal Invariante, Turbulenz-Kaskaden und -Phänomenologie, Magnetohydrodynamische Erweiterungen und Anisotropie, Intermittenz (Interpretation und Modellierung), Zweipunkt-Statistik, turbulenter Dynamo 2) Nichtlineare Plasmaphysik II (SoSe) Diskrete Zahlendarstellung, Interpolation, Extrapolation, Differentiation, lineare/nichtlineare Gleichungen und Gleichungssysteme, Zufallszahlen, Monte-Carlo-Integration, Metropolis-Verfahren, gewöhnliche Differentialgleichungen, partielle Differentialgleichungen, Spektralverfahren, Teilchensimulation

Modulbestandteile

Pflichtgruppe:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Nichtlineare Plasmaphysik IVLL 9206WiSeDeutsch2
Nichtlineare Plasmaphysik IIVLL 9208SoSeDeutsch2
Nichtlineare Plasmaphysik IUEL 9207WiSeDeutsch2
Nichtlineare Plasmaphysik IIUEL 9209SoSeDeutsch2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Nichtlineare Plasmaphysik I (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik II (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik I (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik II (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Lehrveranstaltungsunabhängiger Aufwand:

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Prüfungsvorbereitung1.0120.0h120.0h
120.0h(~4 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 360.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 12 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesungen werden durch Präsenzübungen ergänzt Zielgruppe: Studierende im MSc Physik sowie Hörer aller Fachrichtungen

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

„Grundkurs der Plasmaphysik“ (BSc Modul)

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

1. Voraussetzung
Leistungsnachweis Nichtlineare Plasmaphysik

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

Keine Angabe

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit dem/der Prüfer/in online (soweit verfügbar) bzw. im Referat Prüfungen angemeldet.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
zumindest in vorläufiger Fassung

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Pope, „Turbulence“, Cambridge University Press
Stoer, Burlirsch, „Numerische Mathematik“, Springer
Tennekes, Lumley, „A first course in turbulence“, MIT Press
Teukolsky, Vetterling, Flannery, „Numerical Recipes in …“, Cambridge University Press
U. Frisch, „Turbulence“, Cambridge University Press
Weitere Literatur wird in den jeweiligen Veranstaltungen bekannt gegeben.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Physik (M. Sc.)259WS 2017/18SoSe 2024
Wahlpflichtmodul (im MSc Physik) für Studierende, die insbesondere eine Masterarbeit im Bereich der Plasma-Astrophysik, der Plasma- oder der Astrophysik anfertigen wollen.

Sonstiges

Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.