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Anzeigesprache

Nichtlineare Plasmaphysik

12

Deutsch

#20496 / #1

Seit SS 2017

Fakultät II

ER 3-2

Zentrum für Astronomie und Astrophysik

Keine Angabe

Müller, Wolf-Christian

Keine Angabe

wolf-christian.mueller@tu-berlin.de

Keine Angabe

POS-Nummer PORD-Nummer Modultitel
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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:

Lehrveranstaltungen Art Nummer Turnus Sprache SWS
Nichtlineare Plasmaphysik I VL L 9206 WS Deutsch 2
Nichtlineare Plasmaphysik II VL L 9208 SS Deutsch 2
Nichtlineare Plasmaphysik I UE L 9207 WS Deutsch 2
Nichtlineare Plasmaphysik II UE L 9209 SS Deutsch 2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Nichtlineare Plasmaphysik I (VL):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik II (VL):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik I (UE):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
60.0h(~2 LP)

Nichtlineare Plasmaphysik II (UE):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
60.0h(~2 LP)

Lehrveranstaltungsunabhängiger Aufwand:

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Prüfungsvorbereitung 1.0 120.0h 120.0h
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

Dieses Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden.

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 auf folgenden Modullisten verwendet (alte Studiengangsabbildung):

Verwendungen (1)
Studiengänge: 1 Stupos: 1 Erstes Semester: SS 2017 Letztes Semester: SS 2017
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.