Grenzschichtströmungen: Online-Quiz für Strömungslehre

Question 1

Wie wirken sich Grenzschichtbeeinflussungsverfahren wie Saugen oder Blasen auf die Strömungsablösung und die Widerstandsreduzierung aus?

Accepted Answer

Sie verringern die Strömungsablösung und senken den Widerstand.

Answer

Sie verstärken die Strömungsablösung und erhöhen den Widerstand.

Answer

Sie haben keine Auswirkungen auf die Strömungsablösung oder den Widerstand.

Answer

Sie verstärken die Strömungsablösung und verringern den Widerstand.

Question 2

Welche Hauptfaktoren beeinflussen die Grenzschichtablösung und wie wirken sie sich auf die Strömungseigenschaften aus?

Accepted Answer

Druckgradient, Oberflächenbeschaffenheit und Grenzschichtdicke

Answer

Form des Strömungskörpers und Strömungsgeschwindigkeit

Answer

Wärmeübertragungsrate und Schwerkraft

Answer

Reynoldszahl und Machzahl

Question 3

Welche der folgenden Aussagen über laminare Grenzschichten ist richtig?

Accepted Answer

Sie sind durch gleichförmige, parallele Strömungslinien gekennzeichnet.

Answer

Ihre Dicke nimmt mit zunehmendem Abstand von der Wand zu.

Answer

Sie sind anfällig für Störungen.

Answer

Sie treten nur bei sehr hohen Reynoldszahlen auf.

Question 4

Welche der folgenden Kräfte verursacht die Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Druckgradient entgegen der Strömungsrichtung

Answer

Trägheitskraft

Answer

Viskose Kräfte

Answer

Schwerkraft

Question 5

Welche der folgenden Aussagen über die Blasius-Gleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine Näherungslösung für die Grenzschichtdicke

Answer

Sie gilt nur für flache Platten

Answer

Sie berücksichtigt den Druckgradienten

Answer

Sie ist eine analytische Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen

Question 6

Welche Aussage beschreibt eine laminare Grenzschicht zutreffend?

Accepted Answer

Geordnete Strömung

Answer

Zunehmende Dicke mit steigender Reynolds-Zahl

Answer

Turbulentes Geschwindigkeitsfeld

Answer

Höhere Grenzflächenreibung als eine turbulente Grenzschicht

Question 7

Was bezeichnet die Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Ablösung der Grenzschicht von der Oberfläche

Answer

Verdickung der Grenzschicht in Strömungsrichtung

Answer

Wirbelbildung in der Grenzschicht

Answer

Umkehr der Strömungsrichtung in der Grenzschicht

Question 8

Welches Kriterium bestimmt den Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Prandtl-Zahl

Answer

Strouhal-Zahl

Answer

Mach-Zahl

Question 9

In welchen Anwendungen wird die Grenzschichtströmung genutzt?

Accepted Answer

Alle genannten Anwendungen

Answer

Tragflügelprofile in Flugzeugen

Answer

Schiffspropeller

Answer

Turbinenschaufeln

Question 10

Welche Aussage beschreibt eine Eigenschaft der laminaren Grenzschicht?

Accepted Answer

Das Geschwindigkeitsprofil ist parabelförmig.

Answer

Die Grenzschicht ist instabil und löst sich leicht ab.

Answer

Die Reibungskräfte sind vernachlässigbar.

Question 11

Welche Aussage zum Geschwindigkeitsgradienten in der laminaren Grenzschicht ist zutreffend?

Accepted Answer

Der Geschwindigkeitsgradient nimmt linear mit dem Abstand von der Wand zu.

Answer

Der Geschwindigkeitsgradient nimmt exponentiell mit dem Abstand von der Wand zu.

Answer

Der Geschwindigkeitsgradient ist konstant über die Grenzschicht.

Question 12

Welche Größe hat keinen Einfluss auf die Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Wärmeübertragung

Answer

Reynoldszahl

Answer

Druckgradient

Answer

Rauigkeit der Oberfläche

Question 13

Welches Merkmal ist charakteristisch für eine turbulente Grenzschicht?

Accepted Answer

Fluktuierende Geschwindigkeitskomponenten

Answer

Laminare Unterschicht

Answer

Geringe Reibung

Answer

Lineares Geschwindigkeitsprofil

Question 14

Was ist die physikalische Ursache für die Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Umgelenkte Strömung aufgrund eines ungünstigen Druckgradienten.

Answer

Erhöhte Viskosität in Wandnähe

Answer

Geringere Dichte in Wandnähe

Question 15

Welche Anwendung basiert auf Grenzschichtströmungen?

Accepted Answer

Tragflächen von Flugzeugen

Answer

Kohlekraftwerke

Answer

Kernreaktoren

Answer

Bremsen von Autos

Question 16

Welche Aussage zum Strömungswiderstand in der turbulenten Grenzschicht ist richtig?

Accepted Answer

Er ist proportional zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit.

Answer

Er ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit.

Answer

Er ist proportional zum Kubus der Strömungsgeschwindigkeit.

Question 17

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten eine laminare Grenzschicht?

Accepted Answer

Geordnete, parallele Strömung nahe der Oberfläche

Answer

Abgelöste Strömung, die sich von der Oberfläche getrennt hat

Answer

Turbulente Strömung mit zufälligen Geschwindigkeitsfluktuationen

Answer

Entwickelte Strömung mit einer vollständig ausgebildeten Geschwindigkeitsprofil

Question 18

Welcher Begriff kennzeichnet den Prozess, bei dem sich die Grenzschicht von der Oberfläche löst?

Accepted Answer

Grenzschichtablösung

Answer

Grenzschichtverdrängung

Answer

Grenzschichtumschlag

Answer

Grenzschichtverdickung

Question 19

Welche beiden Hauptparameter bestimmen maßgeblich die Dicke einer Grenzschicht?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl und Oberflächenrauheit

Answer

Temperatur und Wärmeübergang

Answer

Geschwindigkeit und Druckgradient

Answer

Viskosität und Dichte

Question 20

Welches Gesetz beschreibt die Entwicklung der laminaren Grenzschichtdicke?

Accepted Answer

Blasius-Gesetz (1/7-Potenz-Gesetz)

Answer

Colebrook-White-Gesetz

Answer

Darcy-Weisbach-Gesetz

Answer

Prandtl-Blasius-Gesetz

Question 21

Welches Kriterium wird verwendet, um den Übergangspunkt von laminarer zu turbulenter Grenzschicht zu bestimmen?

Accepted Answer

Kritische Reynolds-Zahl

Answer

Nusselt-Zahl

Answer

Mach-Zahl

Answer

Strouhal-Zahl

Question 22

Welche Vereinfachung wird häufig verwendet, um die Navier-Stokes-Gleichungen für Grenzschichtströmungen zu lösen?

Accepted Answer

Grenzschichttheorie

Answer

CFD (Computational Fluid Dynamics)

Answer

Wirbelmethode

Answer

Finite-Elemente-Methode

Question 23

Welches charakteristische Merkmal unterscheidet turbulente Grenzschichten von laminaren?

Accepted Answer

Fluktuierende Geschwindigkeitskomponenten

Answer

Glatter Geschwindigkeitsprofil

Answer

Höherer Druckgradient

Answer

Niedriger Wandreibungskoeffizient

Question 24

Welche Methode wird typischerweise zur Berechnung des Wandreibungskoeffizienten für turbulente Grenzschichten verwendet?

Accepted Answer

Logarithmische Geschwindigkeitsverteilung

Answer

Hagen-Poiseuille-Gesetz

Answer

Darcy-Weisbach-Gleichung

Answer

Blasius-Formel

Question 25

Welche negativen Auswirkungen kann die Grenzschichtablösung auf Flugzeugflügel haben?

Accepted Answer

Erhöhter Luftwiderstand und reduzierter Auftrieb

Answer

Höhere Strömungsstabilität und geringere Turbulenz

Answer

Reduzierte Wärmeübertragung und geringerer Kraftstoffverbrauch

Answer

Verbesserte Manövrierbarkeit und erhöhter Antrieb

Question 26

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine laminare Grenzschicht treffend?

Accepted Answer

Die Strömungsgeschwindigkeit nimmt linear mit dem Abstand von der Wand ab.

Answer

Der Reibungswiderstand ist höher als bei einer turbulenten Grenzschicht.

Answer

Die Strömung ist chaotisch und unregelmäßig.

Question 27

Was ist die Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Die Trennung der Grenzschicht von der Oberfläche aufgrund eines ungünstigen Druckgradienten.

Answer

Die Vergrößerung der Grenzschichtdicke mit steigender Reynolds-Zahl.

Answer

Die Entstehung von Wirbeln innerhalb der Grenzschicht.

Question 28

Was versteht man unter dem Impulsdefizit in einer turbulenten Grenzschicht?

Accepted Answer

Die Differenz zwischen dem Impuls der ungestörten Strömung und dem Impuls innerhalb der Grenzschicht.

Answer

Die Summe der Impulsanteile aller Wirbel innerhalb der Grenzschicht.

Answer

Der Teil des Impulses, der durch Reibung verloren geht.

Question 29

Welche Aussage beschreibt die Reibungsgeschwindigkeit korrekt?

Accepted Answer

Sie ist die Geschwindigkeit einer gedachten Wand, die eine turbulente Grenzschicht erzeugen würde, die der tatsächlichen Grenzschicht entspricht.

Answer

Sie ist die maximale Geschwindigkeit innerhalb der Grenzschicht.

Question 30

Welche der aufgeführten Größen ist eine dimensionslose Kenngröße zur Charakterisierung der Grenzschichtablösung?

Accepted Answer

Druckgradientenparameter.

Answer

Mach-Zahl.

Answer

Reynolds-Zahl.

Question 31

Was versteht man unter der Rauheitshöhe?

Accepted Answer

Ein Maß für die Größe von Unebenheiten auf einer Oberfläche.

Answer

Die Dicke der laminaren Unterschicht.

Answer

Die Höhe der Grenzschicht.

Question 32

Wie kann die Rauheitshöhe experimentell bestimmt werden?

Accepted Answer

Durch Messen von Geschwindigkeitsprofilen in unterschiedlichen Abständen von der Wand.

Answer

Durch Messen der Druckverteilung auf der Oberfläche.

Answer

Durch Visualisieren der Strömung.

Question 33

Was ist die Grenzschichtdicke?

Accepted Answer

Ein Maß für die Dicke der Grenzschicht.

Answer

Die Entfernung von der Wand, bei der die Geschwindigkeit auf 99 % der ungestörten Geschwindigkeit abfällt.

Answer

Die Entfernung von der Wand, bei der die Reibungsspannung auf Null abfällt.

Question 34

Was ist die primäre Ursache für die Ablösung einer Grenzschicht?

Accepted Answer

Adverse Druckgradienten

Answer

Extreme Temperaturunterschiede

Answer

Hohe Reynoldszahlen

Answer

Oberflächenrauheit

Question 35

Welches Gesetz beschreibt die Entwicklung der laminaren Grenzschichtdicke?

Accepted Answer

x^1/2

Answer

x

Answer

x^3/2

Question 36

Was stellt das Blasius-Profil dar?

Accepted Answer

Das Geschwindigkeitsprofil einer ebenen, laminaren Grenzschicht

Answer

Das Druckprofil einer Grenzschicht

Answer

Das Geschwindigkeitsprofil einer turbulenten Grenzschicht

Question 37

Die in der laminaren Grenzschicht messbare Geschwindigkeitsverteilung ist:

Accepted Answer

parabelförmig

Answer

exponentiell

Answer

linear

Question 38

Als kritische Reynolds-Zahl wird bezeichnet:

Accepted Answer

der Parameterwert, bei dem die laminare Grenzschicht zu einer turbulenten umschlägt

Answer

der Parameterwert, bei dem die Grenzschichtdicke am größten ist

Answer

der Parameterwert, bei dem maximale Reibungskräfte auftreten

Question 39

Die Grenzschichtdicke δ definiert den Abstand von der Oberfläche, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit wie viel Prozent der Freistromgeschwindigkeit erreicht?

Accepted Answer

99

Answer

75

Answer

50

Question 40

In der turbulenten Grenzschicht zeigt die Geschwindigkeitsverteilung einen:

Accepted Answer

logarithmischen Verlauf

Answer

parabelartigen Verlauf

Answer

exponentiellen Verlauf

Question 41

Der Reibungswiderstand ist die Kraft, die auf einen Körper wirkt aufgrund:

Accepted Answer

der Reibung zwischen Flüssigkeit und Körper

Answer

des Druckunterschieds zwischen Vorder- und Rückseite des Körpers

Answer

der Beschleunigung der Flüssigkeit durch den Körper

Question 42

Welche Maßnahme kann zur Verringerung des Reibungswiderstands beitragen?

Accepted Answer

Laminarisierung der Grenzschicht

Answer

Aufrauen der Oberfläche

Answer

Erhöhung der Grenzschichtdicke

Question 43

Als Grenzschichtablösung bezeichnet man:

Accepted Answer

das Ablösen der Strömung von der Oberfläche

Answer

die Bildung einer Grenzschicht an einer Oberfläche

Answer

die Zunahme der Grenzschichtdicke

Answer

den Übergang von laminarer zu turbulenter Grenzschicht

Question 44

Die Reynolds-Zahl ist ein dimensionsloser Parameter, der:

Accepted Answer

das Verhältnis von Trägheitskräften zu Reibungskräften angibt

Answer

nur für laminare Strömungen definiert ist

Answer

die Dicke der Grenzschicht bestimmt

Question 45

Welche Aussage über laminare Grenzschichten ist korrekt?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit nimmt linear proportional zu senkrecht zur Wand ab.

Answer

Die Reibungskräfte spielen keine Rolle.

Answer

Die Strömung ist instabil und führt unweigerlich zu Turbulenz.

Question 46

Was ist ein Kennzeichen turbulenter Grenzschichten?

Accepted Answer

Sehr hohe Reibungskräfte aufgrund chaotischer Strömungsmuster

Answer

Dünne Grenzschichtdicke

Answer

Geringere Geschwindigkeitsschwankungen im Vergleich zu laminaren Grenzschichten

Answer

Vorhersagbare Strömungsmuster

Question 47

Welcher Parameter ist entscheidend für die Bestimmung des Übergangs von laminarer zu turbulenter Strömung?

Accepted Answer

Reynoldszahl

Answer

Oberflächenbeschaffenheit allein

Answer

Strömungsgeschwindigkeit allein

Answer

Druckgradient allein

Question 48

Was ist der Unterschied zwischen einer inneren und einer äußeren Grenzschicht?

Accepted Answer

Die innere Grenzschicht entsteht in einem Kanal oder Rohr, während die äußere Grenzschicht an einer Oberfläche ohne Wände auftritt.

Answer

Die äußere Grenzschicht ist immer dicker als die innere Grenzschicht.

Question 49

Welche Aussage über die Grenzschichtdicke ist korrekt?

Accepted Answer

Sie nimmt in Strömungsrichtung in der Regel zu.

Answer

Sie ist konstant über die gesamte Oberfläche.

Answer

Sie ist unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit.

Answer

Sie ist nur bei laminarer Strömung definiert.

Question 50

Was ist der Zweck eines Staurohres?

Accepted Answer

Messung der Differenz zwischen Gesamt- und statischem Druck

Answer

Erzeugung von Turbulenz

Answer

Kontrolle der Grenzschichtablösung

Answer

Messung der Strömungsgeschwindigkeit

Question 51

Welche Aussage zur Grenzschicht ist zutreffend?

Accepted Answer

Die Grenzschicht ist der Bereich der Strömung in unmittelbarer Nähe einer festen Wand, in dem die Reibung der Strömung an der Wand einen dominierenden Einfluss auf die Strömungscharakteristik hat.

Answer

Die Grenzschicht ist der Bereich der Strömung, in dem die Geschwindigkeit konstant ist.

Answer

Die Grenzschicht ist der Bereich der Strömung, der frei von Reibung ist.

Question 52

Welche Faktoren bestimmen die Dicke einer laminaren Grenzschicht?

Accepted Answer

Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, Abstand von der Wand, kinematische Viskosität der Strömung

Answer

Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, Abstand von der Wand, Dichte der Strömung

Answer

Abstand von der Wand, kinematische Viskosität der Strömung, Rauheit der Wand

Question 53

Was ist ein wesentliches Merkmal einer turbulenten Grenzschicht?

Accepted Answer

Sie weist ein zufälliges und schwankendes Geschwindigkeitsfeld auf.

Answer

Sie weist ein laminares Geschwindigkeitsfeld auf.

Answer

Sie entsteht nur bei sehr hohen Reynolds-Zahlen.

Answer

Sie ist dünner als eine laminare Grenzschicht.

Question 54

Welche Maßnahmen zur Verhinderung der Grenzschichtablösung sind korrekt?

Accepted Answer

Erhöhung der Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, Verringerung der Viskosität der Strömung

Answer

Verringerung der Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, Erhöhung der Viskosität der Strömung

Question 55

Welche Methode wird zur Unterscheidung zwischen laminarer und turbulenter Grenzschicht verwendet?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl-Analyse

Answer

Temperaturgradient-Analyse

Answer

Druckgradient-Analyse

Answer

Geschwindigkeitsgradient-Analyse

Question 56

Welche Aussage zur numerischen Simulation von Grenzschichtströmungen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie basiert auf der Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen.

Answer

Sie kann nur mit analytischen Methoden durchgeführt werden.

Answer

Sie ist nur für sehr einfache Geometrien möglich.

Question 57

Welche der folgenden Aussagen zur Grenzschichtströmung über eine ebene Platte ist korrekt?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke wächst proportional zur Quadratwurzel aus dem Abstand von der Vorderkante.

Answer

Die Grenzschichtdicke ist unabhängig vom Abstand von der Vorderkante.

Answer

Die Grenzschichtdicke wächst linear mit dem Abstand von der Vorderkante.

Question 58

Welche der folgenden Aussagen zur Grenzschichtströmung in einem Rohr ist korrekt?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke wächst proportional zum Abstand vom Einlauf.

Answer

Die Grenzschichtdicke ist unabhängig vom Abstand vom Einlauf.

Answer

Die Grenzschichtdicke nimmt mit dem Abstand vom Einlauf ab.

Question 59

Welche Anwendung nutzt die Effekte der Grenzschichtströmung?

Accepted Answer

Tragflügel von Flugzeugen

Answer

Windkraftanlagen

Answer

Raketentriebwerke

Answer

Solarzellen

Question 60

Welche wissenschaftliche Disziplin beschäftigt sich mit der Erforschung von Grenzschichtströmungen?

Accepted Answer

Turbulenzforschung

Answer

Teilchenphysik

Answer

Relativitätstheorie

Answer

Quantenmechanik