【什么是卡门涡街现象】卡门涡街现象是流体力学中一种常见的自然现象,指当不可压缩流体(如空气或水)绕过一个非流线型的障碍物时,在障碍物后方形成的周期性、交替排列的漩涡列。这种现象最早由匈牙利裔美国科学家冯·卡门(Theodore von Kármán)在20世纪初进行系统研究并提出理论解释,因此得名“卡门涡街”。
该现象广泛存在于自然界和工程实践中,例如风经过烟囱、桥梁、飞机机翼等结构时都会产生涡街。涡街不仅影响物体的受力状态,还可能引发振动甚至结构破坏。
卡门涡街现象总结
| 项目 | 内容 |
| 定义 | 当流体绕过非流线型障碍物时,在其后方形成周期性、交替排列的漩涡列。 |
| 发现者 | 冯·卡门(Theodore von Kármán),20世纪初提出理论。 |
| 形成条件 | - 流体为不可压缩流体 - 障碍物形状非流线型 - 流速适中,雷诺数在一定范围内(通常为100~10^5) |
| 特征 | - 漩涡交替脱落 - 漩涡排列呈规则的“双行”结构 - 漩涡频率与流速成正比 |
| 影响 | - 引起物体振动 - 可能导致结构疲劳损坏 - 在工程中需考虑其对结构稳定性的影响 |
| 应用领域 | - 流量测量(如涡街流量计) - 桥梁、建筑结构设计 - 飞机机翼气动优化 |
| 相关参数 | - 雷诺数(Re) - 斯特劳哈尔数(St) |
结语:
卡门涡街现象是流体力学中的重要概念,理解其原理有助于在工程设计中规避潜在风险,并在某些情况下加以利用。通过实验与数值模拟,可以更深入地研究涡街的形成机制及其对结构的影响。


