大自然中的“卡门涡街”

2019年03月14日   文章来源:科技日报   

  你听说过“卡门涡街”现象吗?当水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线、岛屿时就可能会形成卡门涡街,它是一连串交替分布的美丽漩涡,是大自然的杰作。卡门涡街是流体力学中的现象,得名于著名力学家冯?卡门。

   

  1911年,物理学家路德维希?普朗特让一位攻读博士学位的研究生哈依门兹设计一个流水槽,以便观察流水通过一个圆柱体时的边界层,并测量圆柱体外貌差别点的压力。哈依门兹做好水槽后却发现水槽中的水流不断地发生剧烈振动,几次尝试后仍不见改善。

  哈依门兹在水槽实验中遭遇的难题引起了冯?卡门的注意,他想,也许振动并非偶然,而是由内在原因决议的,于是便尝试从理论上进行思索,研究漩涡的排列纪律。起初冯?卡门设想圆柱体后的水流形成两道对称排列但方向相反的漩涡,然而这种状态并不克维持,很快就不稳定了。于是他又假设两道漩涡交错排列,计算结果表明这种状态能够维持。在通过了大批的实验后,冯?卡门公布了相关论文,他关于卡门涡街的理论也被以后的实验证实。

  卡门涡街不但会在圆柱体后出现,也可能会在别的形状的物体后形成,如可在高层大楼、电视发射塔、烟囱等建筑物后形成,这些建筑物受风作用而引起的振动倒塌往往也可能与卡门涡街有关。所以,在设计高层建筑物时,往往会进行计算和风洞模型测验,以幸免因卡门涡街导致建筑物被破坏。

  本作品为“科普威廉希尔线上娱乐-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

分享到

推举

more >
<
权利声明-免责声明-联系我们
主办单位:威廉希尔线上娱乐科学技术协会 承办单位:科学普及出版社 版权一切:科学流传网 世博客服QQ:47150635 京威廉希尔线上娱乐博天堂足彩资讯网
条评论