Grenzschichttheorie: Online-Quiz für Strömungslehre im Maschinenbau

Question 1

Was ist die Grenzschicht?

Accepted Answer

Die Region, in der die Strömungsgeschwindigkeit auf Null abfällt.

Answer

Die Region, in der die Strömung laminar ist.

Answer

Die Region, in der die Reibungskräfte vernachlässigbar sind.

Answer

Die Region, in der die Strömung turbulent ist.

Question 2

Welche Auswirkung hat eine Erhöhung der Reynoldszahl bei einer turbulenten Grenzschicht?

Accepted Answer

Sie wird dicker.

Answer

Sie wird laminar.

Answer

Sie wird instabiler.

Answer

Sie wird dünner.

Question 3

Wann löst sich eine Grenzschicht ab?

Accepted Answer

Wenn der Druckgradient zu stark ist.

Answer

Wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist.

Answer

Wenn die Reibung zu groß wird.

Answer

Wenn die Temperatur zu hoch wird.

Question 4

Welche Maßnahme reduziert den Reibungswiderstand einer ebenen Platte?

Accepted Answer

Grenzschichtabsaugung

Answer

Turbulenzverstärker

Answer

Strömungsumlenker

Answer

Oberflächenrauigkeit

Question 5

Welche Aussage über die Entwicklung der Grenzschicht ist falsch?

Accepted Answer

Die Grenzschichtdicke ist unabhängig von der Reynoldszahl.

Answer

Die Grenzschicht wächst mit der Entfernung von der Anströmkante.

Answer

Die laminare Grenzschicht wird bei ausreichender Entfernung turbulent.

Answer

Die turbulente Grenzschicht kann durch Störungen laminar werden.

Question 6

Wann ist die Annahme einer dünnen Grenzschicht zulässig?

Accepted Answer

Wenn die Grenzschichtdicke deutlich kleiner ist als die charakteristische Abmessung des Strömungskörpers.

Answer

Wenn die Reynoldszahl hoch ist.

Answer

Wenn die Strömung laminar ist.

Answer

Immer

Question 7

Was ist der Blasius-Koeffizient?

Accepted Answer

Ein dimensionsloser Parameter, der den Reibungswiderstand einer Platte angibt.

Answer

Ein dimensionsloser Parameter, der das Laminaritätsmaß einer Strömung angibt.

Answer

Ein dimensionsloser Parameter, der die Grenzschichtdicke angibt.

Answer

Ein dimensionsloser Parameter, der die Ablöseposition angibt.

Question 8

In welcher der folgenden Regionen bildet sich die Grenzschicht aus?

Accepted Answer

Grenzschicht

Answer

Kernströmung

Answer

Übergangsschicht

Answer

Ablösungszone

Question 9

Welche Aussage zur laminaren Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist durch eine gleichmäßige Strömung gekennzeichnet.

Answer

Sie weist ein turbulentes Geschwindigkeitsfeld auf.

Answer

Sie tritt nur bei sehr hohen Reynoldszahlen auf.

Answer

Sie ist für einen geringeren Strömungswiderstand verantwortlich.

Question 10

Welcher Faktor ist entscheidend für die Ablösung der Grenzschicht?

Accepted Answer

Ungünstiger Druckgradient

Answer

Günstiger Druckgradient

Answer

Hohe Reynoldszahl

Answer

Glatte Wandoberfläche

Question 11

Welche Aussage zur turbulenten Grenzschicht ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie ist für einen höheren Strömungswiderstand verantwortlich.

Answer

Sie weist eine geringere Reibung als die laminare Grenzschicht auf.

Answer

Ihre Strömungsstruktur ist zeitlich und räumlich konstant.

Answer

Sie tritt nur bei sehr niedrigen Reynoldszahlen auf.

Question 12

Welches Merkmal ist typisch für eine laminare Grenzschicht?

Accepted Answer

Parabelförmige Geschwindigkeitsprofile

Answer

Instabilität und leichte Ablösung

Answer

Turbulente Reibungskräfte

Answer

Dicke und hoher Strömungswiderstand

Question 13

Welche Aussage zur Grenzschichttheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Grenzschichttheorie beschreibt die Entstehung und Entwicklung der Grenzschicht, die sich an Oberflächen von Körpern in Strömungen bildet.

Answer

Die Grenzschichttheorie ermöglicht die Berechnung von Auftriebskräften.

Answer

Die Grenzschichttheorie ist ausschließlich für laminare Strömungen anwendbar.

Answer

Die Grenzschichttheorie kann zur Berechnung des Druckverlaufs an einem Tragflügel verwendet werden.

Question 14

Welche dimensionslose Kennzahl beschreibt das Verhältnis von Reibungs- zu Trägheitskräften in der Grenzschicht?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Prandtl-Zahl

Answer

Strouhal-Zahl

Answer

Mach-Zahl

Question 15

Wie unterscheiden sich äußere und innere Grenzschicht?

Accepted Answer

Die äußere Grenzschicht wird von der Körperform beeinflusst, die innere Grenzschicht nicht.

Answer

Die innere Grenzschicht ist laminar, während die äußere Grenzschicht turbulent ist.

Answer

Die äußere Grenzschicht ist dicker als die innere Grenzschicht.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen äußerer und innerer Grenzschicht.

Question 16

Welche Methoden werden zur Lösung der Grenzschichtgleichungen eingesetzt?

Accepted Answer

Sowohl numerische als auch experimentelle Methoden

Answer

Analytische Methoden

Answer

Numerische Methoden

Answer

Experimentelle Methoden

Question 17

Was bedeutet Ablöseverhalten in der Grenzschicht?

Accepted Answer

Die Grenzschicht löst sich von der Oberfläche des Körpers.

Answer

Die Grenzschicht wird turbulent.

Answer

Die Grenzschicht wird laminar.

Answer

Die Grenzschicht wird dicker.

Question 18

Welche Art der Ablösung tritt auf, wenn die Grenzschicht laminar ist?

Accepted Answer

Laminare Ablösung

Answer

Turbulente Ablösung

Answer

Wirbelablösung

Answer

Gleitende Ablösung

Question 19

Welche Größe beschreibt die Dicke der laminaren Grenzschicht?

Accepted Answer

Grenzschichtdicke

Answer

Verschiebungsdicke

Answer

Impulsverlustdicke

Answer

Ablösepunkt

Question 20

Was ist ein Ablösepunkt?

Accepted Answer

Der Punkt, an dem sich die Grenzschicht von der Oberfläche löst.

Answer

Der Punkt, an dem die Grenzschicht ihre maximale Dicke erreicht.

Answer

Der Punkt, an dem die Strömung laminar wird.

Answer

Der Punkt, an dem die Strömung turbulent wird.

Question 21

Welche Gleichung beschreibt die Reibungsspannung an einer Grenzschicht?

Accepted Answer

τ = μ * du/dy

Answer

τ = ρ * u^2

Answer

τ = F/A

Answer

τ = γ * h

Question 22

Was ist das Grenzschichtprofil?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeitsverteilung senkrecht zur Oberfläche.

Answer

Die Druckverteilung senkrecht zur Oberfläche.

Answer

Die Temperaturverteilung senkrecht zur Oberfläche.

Answer

Die Dichteverteilung senkrecht zur Oberfläche.

Question 23

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Grenzschichttheorie am besten?

Accepted Answer

Sie beschäftigt sich mit der Entstehung, Entwicklung und den Eigenschaften der Grenzschicht, die sich an der Oberfläche von Körpern in Strömungen bildet.

Answer

Sie ermöglicht die Berechnung des Reibungswiderstands und des Ablöseverhaltens.

Answer

Sie beschreibt die Entstehung von Wirbeln und Turbulenzen.

Answer

Sie erklärt das Phänomen der Kavitation.

Question 24

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf den Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl

Answer

Strömungsgeschwindigkeit

Answer

Viskosität

Answer

Oberflächenrauheit

Question 25

Welche der folgenden Grenzschichtarten ist durch ein oszillierendes Strömungsmuster gekennzeichnet?

Accepted Answer

Instationäre Grenzschicht

Answer

Stationäre Grenzschicht

Answer

Laminare Grenzschicht

Answer

Turbulente Grenzschicht

Question 26

Bestimmen Sie die Grenzschichtdicke an einer ebenen Platte mit einer Länge von 1 m und einer Anströmgeschwindigkeit von 10 m/s bei einer Reynoldszahl von 10^5.

Accepted Answer

0,1 mm

Answer

1 mm

Answer

10 mm

Answer

100 mm

Question 27

Welche Aussage zur Grenzschichttheorie beschreibt ihr grundlegendes Ziel?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Berechnung von Reibungswiderständen und Ablöseverhalten in Strömungen.

Answer

Sie gilt ausschließlich für laminare Strömungen.

Answer

Sie untersucht die Strömungseigenschaften in hohen Atmosphärenschichten.

Question 28

Welche Grenzschichtart entsteht bei laminarer Anströmung und geht durch äußere Störungen in einen turbulenten Zustand über?

Accepted Answer

Laminar-turbulente Grenzschicht

Answer

Turbulent-laminare Grenzschicht

Answer

Abgelöste Grenzschicht

Answer

Verdichtete Grenzschicht

Question 29

Welche physikalische Größe beschreibt die Dicke der Grenzschicht?

Accepted Answer

Grenzschichtdicke δ

Answer

Druckgradient dp/dx

Answer

Reynoldszahl Re

Answer

Strömungsgeschwindigkeit u

Question 30

Welche Aussage zur Ablösung der Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie tritt auf, wenn der Druckgradient den kritischen Wert überschreitet.

Answer

Sie ist ausschließlich mit turbulenten Grenzschichten verbunden.

Answer

Sie führt immer zu einer Erhöhung des Drucks.

Question 31

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Entstehung einer Grenzschicht?

Accepted Answer

Oberflächenrauigkeit

Answer

Magnetische Felder

Answer

Temperatur der Strömung

Answer

Zusammensetzung der Strömung

Question 32

Welche Größe repräsentiert den Reibungswiderstand in der Grenzschicht?

Accepted Answer

Schubspannung

Answer

Ablöseparameter

Answer

Grenzschichtdicke

Answer

Druckwiderstand

Question 33

Welche der folgenden Kombinationen aus Druckgradient und Strömungsart führt typischerweise zur Ablösung der Grenzschicht?

Accepted Answer

Unerwünschte Druckgradienten und laminare Strömung

Answer

Erwünschte Druckgradienten und turbulente Strömung

Answer

Geringe Reynoldszahlen und raue Oberflächen

Answer

Hohe Froudezahlen und glatte Oberflächen

Question 34

Was ist das Ziel einer Grenzschichtabsaugung?

Accepted Answer

Reduzierung des Grenzschichtwiderstands und Verhinderung von Ablösung

Answer

Erhöhung des Grenzschichtwiderstands und Förderung von Ablösung

Answer

Aufrechterhaltung der Grenzschichtdicke und Verhinderung von Turbulenz

Question 35

Welche der folgenden Aussagen zur Grenzschicht beschreibt ihre Entstehung korrekt?

Accepted Answer

Sie entsteht aufgrund von Reibungseffekten zwischen einem Körper und dem umströmenden Fluid.

Answer

Sie bildet sich nur bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten.

Answer

Sie ist eine Schicht, in der sich das Fluid nicht bewegt.

Question 36

Welche der folgenden Kräfte wirkt in Richtung der Strömung und ist für die Entstehung der Grenzschicht verantwortlich?

Accepted Answer

Reibungskraft

Answer

Auftriebskraft

Answer

Schwerkraft

Question 37

Welche der folgenden Aussagen zur laminaren Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie zeichnet sich durch geordnete und parallele Strömungslinien aus.

Answer

Sie ist immer instabil.

Answer

Sie tritt nur bei sehr hohen Geschwindigkeiten auf.

Question 38

Welche der folgenden Größen wird bei der Berechnung des Reibungswiderstands in einer Grenzschicht nicht berücksichtigt?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Höhe der Grenzschicht

Answer

Dichte des Fluids

Answer

Geschwindigkeitsprofil

Question 39

Welche der folgenden Folgen kann ein Ablöseverhalten in der Grenzschicht haben?

Accepted Answer

Es kann zu einer Verschlechterung der aerodynamischen Eigenschaften führen.

Answer

Es ist immer wünschenswert.

Answer

Es tritt nur bei sehr hohen Geschwindigkeiten auf.

Answer

Es erhöht immer den Reibungswiderstand.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen zur Anwendung der Grenzschichttheorie in der Praxis ist richtig?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Optimierung von Strömungsprofilen und die Verringerung von Druckverlusten.

Answer

Sie ist nur für sehr hohe Geschwindigkeiten relevant.

Answer

Sie dient ausschließlich der theoretischen Forschung.

Question 41

Welche der folgenden Aussagen zur Reynoldszahl ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein dimensionsloser Parameter, der das Verhältnis von Trägheitskräften zu Reibungskräften in einer Strömung charakterisiert.

Answer

Sie ist nur für turbulente Strömungen definiert.

Question 42

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Grenzschicht treffend?

Accepted Answer

Sie ist eine dünne Schicht in unmittelbarer Nähe der Oberfläche, in der die Strömungsgeschwindigkeit durch Reibung deutlich reduziert wird.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf den Strömungswiderstand.

Answer

Sie bildet sich nur bei turbulenten Strömungen.

Question 43

Welcher Parameter hat den größten Einfluss auf die Dicke der Grenzschicht?

Accepted Answer

Reynoldszahl

Answer

Druckgradient

Answer

Oberflächenrauheit

Answer

Temperatur

Question 44

Welche Grenzschichtart zeichnet sich durch einen abrupten Geschwindigkeitsabfall nahe der Wand und Wirbelbildung aus?

Accepted Answer

Turbulente Grenzschicht

Answer

Laminare Grenzschicht

Answer

Abgelöste Grenzschicht

Answer

Übergangsgrenzschicht

Question 45

Was gibt der Reibungswiderstandskoeffizient an?

Accepted Answer

Den durch die Reibung in der Grenzschicht verursachten Widerstand

Answer

Er ist unabhängig von der Reynoldszahl.

Answer

Er ist nur für laminare Grenzschichten gültig.

Question 46

Welches Phänomen führt hauptsächlich zur Ablösung der Grenzschicht?

Accepted Answer

Umschlag von laminarer in turbulente Strömung bei ungünstigen Druckgradienten

Answer

Erhöhung der Oberflächenrauheit

Answer

Starke Zunahme des Druckgradienten

Answer

Abnahme der Reynoldszahl

Question 47

Welche Auswirkungen hat die Ablösung der Grenzschicht auf den Strömungswiderstand?

Accepted Answer

Sie erhöht ihn deutlich.

Answer

Kehrt seine Richtung um

Answer

Verringert ihn

Answer

Hat keinen Einfluss auf den Strömungswiderstand

Question 48

Nennen Sie eine wichtige praktische Anwendung der Grenzschichttheorie.

Accepted Answer

Auslegung von strömungstechnischen Bauteilen wie Tragflächen, Turbinenschaufeln und Windkraftanlagen

Answer

Vorhersage des Wetters

Answer

Berechnung des Auftriebs

Question 49

Welche Aussage über die Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie bildet sich an jeder Oberfläche, an der eine Strömung vorbeifließt.

Answer

Ihre Dicke nimmt mit zunehmendem Abstand zur Wand zu.

Answer

Sie hat überall die gleiche Dicke.

Question 50

Was beschreibt die Reynoldszahl?

Accepted Answer

Das Verhältnis von Trägheitskräften zu Reibungskräften in einer Strömung.

Answer

Den Druckabfall in einer Strömung.

Answer

Die Geschwindigkeit einer Strömung.

Question 51

Welche Eigenschaft kennzeichnet die laminare Grenzschicht?

Accepted Answer

Regelmäßige Strömungslinien ohne Wirbelbildung.

Answer

Konstant hohe Geschwindigkeit.

Answer

Zunehmende Dicke mit wachsendem Abstand zur Wand.

Question 52

Welche Aussage zur turbulenten Grenzschicht ist zutreffend?

Accepted Answer

Unregelmäßige Strömungslinien mit Wirbelbildung.

Answer

Geringere Dicke als die laminare Grenzschicht.

Answer

Höhere Geschwindigkeit als die laminare Grenzschicht.

Question 53

Was versteht man unter Reibungswiderstand?

Accepted Answer

Die Widerstandskraft, die zwischen einem Fluid und einer festen Oberfläche aufgrund der inneren Reibung des Fluids auftritt.

Answer

Die Kraft, die zwischen zwei Fluiden wirkt und die Strömung beschleunigt.

Question 54

Was beschreibt die Ablösung der Grenzschicht?

Accepted Answer

Die Trennung der Grenzschicht von der Oberfläche unter Bildung von Wirbeln.

Answer

Tritt nur bei laminaren Grenzschichten auf.

Answer

Immer mit einem Druckanstieg verbunden.

Question 55

Welche Größen beeinflussen die Dicke der Grenzschicht?

Accepted Answer

Reynoldszahl, Druckgradient, Oberflächenrauheit

Answer

Geschwindigkeit, Beschleunigung, Höhe

Answer

Temperatur, Dichte, Viskosität

Question 56

Welche Aussage zur Anwendung der Grenzschichttheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Optimierung der Strömungsführung in technischen Konstruktionen.

Answer

Sie ist nur für Strömungen mit einfachen Geometrien geeignet.

Answer

Sie ist nur für sehr schnelle Strömungen anwendbar.

Question 57

Nennen Sie die Arten der Grenzschichtablösung.

Accepted Answer

Laminare Ablösung, turbulente Ablösung, durch Schubspannungsgradienten, durch Druckgradienten

Answer

Chemische Ablösung, thermische Ablösung, akustische Ablösung

Answer

Positive, negative, gerade, schräge Ablösung

Question 58

Nennen Sie das Gesetz, das die Entwicklung der Grenzschichtdicke über den Weg x beschreibt.

Accepted Answer

Grenzschichtwachstumsgesetz ~ x^1/5

Answer

Poiseuille-Gesetz ~ x^1/4

Answer

Darcy-Gesetz ~ x^1/2

Answer

Stokes-Gesetz ~ x^1/3

Question 59

Welche dimensionslose Kennzahl wird verwendet, um die Eigenschaften der Grenzschicht zu charakterisieren?

Accepted Answer

Reynolds-Zahl (Re)

Answer

Mach-Zahl (Ma)

Answer

Strouhal-Zahl (St)

Answer

Froude-Zahl (Fr)

Question 60

Welche Strömungsart liegt vor, wenn die Reynolds-Zahl kleiner als etwa 500 ist?

Accepted Answer

Laminare Strömung

Answer

Übergangsströmung

Answer

Turbulente Strömung

Answer

Gekrümmste Strömung

Question 61

Welche Gleichung beschreibt die Schubspannung Tw an der Wand?

Accepted Answer

Tw = (1/2) * ρ * u_∞^2 * Cf

Answer

Tw = (1/2) * ρ * v_∞^2 * Cf

Answer

Tw = ρ * u_∞ * Cf

Answer

Tw = ρ * u_∞ * v_∞ * Cf

Question 62

Welche Aussage über die laminare Grenzschicht ist korrekt?

Accepted Answer

Sie zeichnet sich durch ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil aus.

Answer

Sie tritt typischerweise bei hohen Reynolds-Zahlen auf.

Answer

Sie ist instabil gegenüber kleinen Störungen.

Answer

Sie hat eine hohe Schubspannung an der Wand.

Question 63

Was bezeichnet man als Ablöseblase?

Accepted Answer

Ein Bereich, an dem die Grenzschicht von der Oberfläche ablöst und eine rückwärtsgerichtete Strömung entsteht.

Answer

Ein Bereich, in dem die Grenzschicht besonders dick ist.

Question 64

Welche Aussage zur Bedeutung der Grenzschichttheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Grenzschichttheorie ermöglicht die Berechnung des Reibungswiderstands und des Ablöseverhaltens an Körpern in Strömungen.

Answer

Sie ist nur für inkompressible Strömungen gültig.

Answer

Sie wird hauptsächlich in der Luftfahrt eingesetzt.