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 Post subject: Turbulente Strömungen
PostPosted: 06. March 2018, 22:54:59 PM 
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Meister
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Joined: 11. November 2007, 18:11:30 PM
Posts: 1339
Hallo,
ich verweise hier ausnahmsweise auf ein Paper, das zum Verständnis mehr als physikalische Grundkenntnisse erfordert:
https://arxiv.org/pdf/1803.00579v1.pdf
Normalerweise wird auch in der anspruchsvollen Presse z. B. FAZ einschließlich Sterne u. Weltraum wenig über Strömungsprobleme berichtet, obwohl die FAZ eine beachtenswerten Wissenschaftsteil hat. Selbst das Standardwerk Kippenhahn Weigert gesteht an einer Stelle, daß die Autoren froh sind, Strömungen im äußeren Bereich eines Sterns außen vor lassen zu können. Dabei haben die Astronomen gleich zweifach mit Strömungen insbesondere Turbulenzen zu tun: in den oberen Schichten vieler Sterne und auf der Erde das Seeing. Normalerweise lernt man als Student, daß inkompressible Strömungen durch die Navier Stokes Gleichung beschrieben wird. Die ist leider nichtlinear und daher nur ausnahmsweise lösbar. Jedoch kommt man bei der Sternphysik nicht um Strömungen, teils auch turbulent, herum. Die treten immer dann auf, wenn bestimmte Stabilitätskriterien verletzt werden. Der Extremfall ist durch die Hayashi Line gekennzeichnet. Das ist eine nahezu senkrechte Linie im Herzsprung- Russel Diagramm. Rechts von dieser Linie können keine Sterne existieren. Auf der Linie reichen die Turbulenzen bis zur Mitte des Sterns, es findet also eine totale Durchmischung statt. In den äußeren Bereichen der Sterne sind Turbulenzen normal. Da eine befriedigende mathematische Beschreibung damals nicht existierte, hat Böhm-Vitense die Mixing Length Theorie erfunden. Die gibt ganz einfach den durchschnittlichen Weg an, den das Gas durch Konvektion zurücklegen kann. Jedoch wurde diese Theorie immer als theoretisch unbefriedigend empfunden. Daher hat es schon bald Bestrebungen für eine solidere theoretische Grundlage gegeben.
Das oben zitierte Paper erweitert diese Theorie und rechtfertigt sie sogar in bestimmter Weise. Obwohl die Lektüre nicht ganz einfach ist, möchte ich diesen Beitrag wegen der grundsätzlichen Bedeutung dieses Themas hier nicht unerwähnt lassen.
Viele Grüße
Christin


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PostPosted: 07. March 2018, 14:03:51 PM 
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Meister

Joined: 28. November 2006, 20:30:03 PM
Posts: 578
Location: Langenselbold
Hallo,

wer sich intensiver mit dem Thema beschäftigen will sei die Vorlesung:
SS14 Physik: Theoretische Astrophysik an der Uni Frankfurt (electure)
empfohlen:

https://electure-ms.studiumdigitale.uni ... html5.html

Gruß
Dieter


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PostPosted: 07. March 2018, 16:20:01 PM 
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Dauernutzer

Joined: 10. August 2006, 00:25:07 AM
Posts: 62
Location: Friesenheim
Hallo - kann ich nicht zugreifen... deswegen muss ich raten.

Ich weiß, das es früher eine Arbeitsgruppe unter Prof. Kegel gab, die
sich mit Strahlungstransport in Molekülwolken mit turbulenten
Geschwindigkeitsfeld befasst hat... dabei ging es auch um finite
Korrelationslängen des Geschwindigkeitsfelden und dessen Auswirkungen
auf die Linienprofile von Rotations-Übergängen.

aber das wurde meines Wissens nach nicht auf Sternatmosphären
angewendet.

Gruß
Georg.


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PostPosted: 07. March 2018, 16:37:54 PM 
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Meister

Joined: 28. November 2006, 20:30:03 PM
Posts: 578
Location: Langenselbold
Bevor sich der link aubaut dauer bei mir auch ca. 2 min. Dann
läuft es aber ruckelfrei.
Der Dozent ist Herr Schaffner-Bielich und bezieht sich
auf das Buch von Prof. Bartelmann (Uni Heidelberg ?).

Gruß
Dieter


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PostPosted: 20. March 2018, 19:51:29 PM 
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Meister
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Joined: 11. November 2007, 18:11:30 PM
Posts: 1339
Hallo Dieter,
ich habe soeben den Mechanikteil der Vorlesung von Prof. Bartelmann mal überflogen und mich dabei sehr gewundert. Eigentlich sollte man komplexe Zahlen, lineare Algebra und einfache Grundlagen der gewöhnlichen Differentialgleichungen sowie der Gruppentheorie als bekannt voraussetzen. Dagegen fehlen Lagrange- und Hamiltonformalismus. Man muss das mal mit dem Skript für das Diplomstudium desselben Autors vergleichen. Der Bolognaprozess hat wohl etwas seltsame Ergebnisse hervorgebracht.
Viele Grüße
Christian


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