今天我们来看一下卡门涡街效应,以下6个关于卡门涡街效应的观点希望能帮助到您找到想要的百科知识。
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什么是“卡门涡街”？
1908年，冯·卡门获得博士学位。之后，去巴黎考察。不久，普朗特来信，请他去哥廷根大学做助手。他愉快地接受了邀请，开始了他航空科学家的生涯。当时，普朗特正在从事流体边界层分离现象的研究。冯·卡门到哥廷根大学后，对这一现象非常重视。判明流体在圆柱后面形成的两排交叉的涡旋是稳定的。他就此写了两篇出色的论文。由于有人把这一现象戏称为“卡门涡街”。这一发现成为流体力学中的一次重大发现。
大桥为什么会出现异常抖动的情况，背后有什么科学解释？
随着现代悬索桥的出现，人类得以建造出越来越长的桥梁。悬索桥的跨度可以很长，能够跨过峡谷、大江、海峡，例如，横跨300多米深峡谷的中国矮寨特大悬索桥；杨泗港长江大桥的主跨长度可达1.7公里，这在世界悬索桥中位列第二，而在世界双层悬索桥中位列第一。
由于悬索桥的跨度长，这会带来一些空气动力学问题。当大风横向吹过悬索桥，桥面有可能会出现波浪式的晃动，这会让行经桥上的人感到非常不适。如果严重的话，桥梁还有可能被摇晃垮塌。
那么，为什么悬索桥会出现异常的抖动现象呢？
从物理学原理来讲，任何物理结构都存在一个固有频率。如果强迫振动的频率接近于物理结构的固有频率，就会引发共振现象。如果振幅足够高，结果会导致结构被破坏掉。
在19世纪，法国的一队士兵迈着相当整齐划一的步伐走过一座长100米的桥梁时，由于齐步走产生的频率与大桥的固有频率相吻合，导致大桥不断摇晃，然后出现共振现象。当士兵走到桥中间时，剧烈的共振现象引发桥梁坍塌，数百人落入水中丧命。
除了整齐的步伐之外，大风吹过桥梁也会造成大桥抖动，并有可能引发剧烈的共振现象，这涉及到卡门涡街效应。
当强风横向吹过桥面时，会在桥面上下两侧产生两道旋涡，它们的旋转方向相反，互相交错。由此会对桥面产生周期性强迫力，导致桥面出现晃动。这就是卡门涡街效应，由现代宇航科技之父冯·卡门最早阐明原理。
如果卡门涡街效应十分强烈，使得桥面振动幅度增大，最终达到桥梁的固有频率。结果就会出现共振现象，桥梁将会发生剧烈的振动，从而导致桥梁垮塌，这在现实中有发生过。
1940年，横跨塔科马海峡的塔科马海峡悬索桥建成通车。然而，仅过了几周，桥面就开始出现异常的抖动。经过几个月的摇摆之后，塔科马海峡大桥的桥面最终扭曲断掉，大桥发生垮塌。
根据塔科马海峡大桥模型的风洞测试，大桥崩塌的原因正是卡门涡街效应引发的剧烈共振现象。塔科马海峡大桥的桥面不够厚，使其无法承受强风造成的卡门涡街效应，最终风速为65公里/小时的大风吹垮了大桥。
此后，人们意识到，桥梁建造之前先要对模型进行严格的风洞测试。而且桥梁上还要设计一些气孔，破坏卡门涡街效应。10年之后，经过严格仿真测试的新塔科马海峡大桥又建起来，如今它还在正常通行。
现代桥梁的设计都会考虑到卡门涡街效应，以后基本上不可能会出现塔科马海峡吊桥那样的崩塌现象。
不过，在设计允许的范围内，桥面有时会出现一些上下起伏的波动，这种晃动是正常的涡激振动现象。其原因可能是由桥面的截面发生变化所致，例如，放置水马围挡。只要振动幅度不大，没有超过设计范围，大桥是不会有问题的。
什么原因导致了大桥出现了异常抖动？
随着现代悬索桥的出现，人类得以建造出越来越长的桥梁。悬索桥的跨度可以很长，能够跨过峡谷、大江、海峡，例如，横跨300多米深峡谷的中国矮寨特大悬索桥；杨泗港长江大桥的主跨长度可达1.7公里，这在世界悬索桥中位列第二，而在世界双层悬索桥中位列第一。
由于悬索桥的跨度长，这会带来一些空气动力学问题。当大风横向吹过悬索桥，桥面有可能会出现波浪式的晃动，这会让行经桥上的人感到非常不适。如果严重的话，桥梁还有可能被摇晃垮塌。
那么，为什么悬索桥会出现异常的抖动现象呢？
从物理学原理来讲，任何物理结构都存在一个固有频率。如果强迫振动的频率接近于物理结构的固有频率，就会引发共振现象。如果振幅足够高，结果会导致结构被破坏掉。
在19世纪，法国的一队士兵迈着相当整齐划一的步伐走过一座长100米的桥梁时，由于齐步走产生的频率与大桥的固有频率相吻合，导致大桥不断摇晃，然后出现共振现象。当士兵走到桥中间时，剧烈的共振现象引发桥梁坍塌，数百人落入水中丧命。
除了整齐的步伐之外，大风吹过桥梁也会造成大桥抖动，并有可能引发剧烈的共振现象，这涉及到卡门涡街效应。
当强风横向吹过桥面时，会在桥面上下两侧产生两道旋涡，它们的旋转方向相反，互相交错。由此会对桥面产生周期性强迫力，导致桥面出现晃动。这就是卡门涡街效应，由现代宇航科技之父冯·卡门最早阐明原理。
如果卡门涡街效应十分强烈，使得桥面振动幅度增大，最终达到桥梁的固有频率。结果就会出现共振现象，桥梁将会发生剧烈的振动，从而导致桥梁垮塌，这在现实中有发生过。
1940年，横跨塔科马海峡的塔科马海峡悬索桥建成通车。然而，仅过了几周，桥面就开始出现异常的抖动。经过几个月的摇摆之后，塔科马海峡大桥的桥面最终扭曲断掉，大桥发生垮塌。
根据塔科马海峡大桥模型的风洞测试，大桥崩塌的原因正是卡门涡街效应引发的剧烈共振现象。塔科马海峡大桥的桥面不够厚，使其无法承受强风造成的卡门涡街效应，最终风速为65公里/小时的大风吹垮了大桥。
此后，人们意识到，桥梁建造之前先要对模型进行严格的风洞测试。而且桥梁上还要设计一些气孔，破坏卡门涡街效应。10年之后，经过严格仿真测试的新塔科马海峡大桥又建起来，如今它还在正常通行。
现代桥梁的设计都会考虑到卡门涡街效应，以后基本上不可能会出现塔科马海峡吊桥那样的崩塌现象。
流体力学中比较有意思的现象有哪些？
很多哦！比如：
1.卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。
2.船吸现象，当两船并行时，因两船间水的流速加快，压力降低，外舷的流速慢，水压力相对较高，左右舷形成压力差，推动船舶互相靠拢。另外，航行船舶的首尾高压区及船中部的低压区，也会引起并行船舶的靠拢和偏转，这些现象统称为船吸。1912年秋天，“奥林匹克”号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号闯去。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。
3.高尔夫球的形状。 高尔夫球表面有意制造了许多的凹痕，这与球体绕流（即绕球体的流动）的湍流转捩及分离流现象有关。光滑球体绕流时，湍流转捩发生的晚，与湍流对应的规则流动称为层流。而层流边界层较易发生流动分离现象（即流线离开球的表面），造成球体背后较大的死水区，产生很大的阻力（形阻）。使高尔夫球飞行的距离很小。而球体表面有凹痕时，凹痕促使湍流转捩发生，湍流边界层不易发生流动分离现象，从而使球体背后的死水区小，减少了阻力。使高尔夫球飞行的距离增大。湍流的摩阻比层流要大，但与形阻相比，起得作用很小，总的阻力还是变小了。高尔夫球表面的小突起，也能起到促使分离的作用，但突起对流动的干扰有些难以控制，造成一些侧向力（也可以叫升力）。
4.虹吸是一种流体力学现象，可以不借助泵而抽吸液体。处于较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构（称为虹吸管）之后，开口于更低的位置。这种结构下，管子两端的液体压强差能够推动液体越过最高点，向另一端排放。现代日常使用橡胶软管利用虹吸原理吸走鱼缸内粪便，杂物等
涡振现象是什么意思？
指的是大跨度桥梁在低风速下出现的一种风致振动现象。
从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡。相似的有卡门涡街效应。
扩展资料
在处理涡激振动问题时，把流体和固体弹性系统作为一个统一的动力系统加以考虑，并找到两者的耦合条件，是解决这个问题的重要关键。在涡激振动过程中，流体的动压力是一种作用于弹性系统的外加载荷，动压力的大小取决于弹性系统振动的位移、速度和加速度。
另一方面流体动压力的作用又会改变弹性系统振动的位移、速度和加速度。这种互相作用的物理性质表现为流体对于弹性系统在惯性、阻尼和弹性诸方面的耦合现象。
由惯性耦合产生附连质量，在有流速场存在的条件下，由阻尼耦合产生附连阻尼，由弹性耦合产生附连刚度。流体的附连质量、阻尼和刚度取决于流场的流动特征参量（诸如流速、水深、流量等）、边界条件以及弹性系统的特性，其关系式相当复杂。用实验或理论方法求出这些附连的量，是水弹性问题研究中的重要课题。
什么叫涡振现象？
对于海洋工程上普遍采用的圆柱形断面结构物，这种交替发放的泻涡又会在柱体上生成顺流向及横流向周期性变化的脉动压力。
如果此时柱体是弹性支撑的，或者柔性管体允许发生弹性变形，那么脉动流体力将引发柱体(管体)的周期性振动，这种规律性的柱状体振动反过来又会改变其尾流的泻涡发放形态。这种流体一结构物相互作用的问题被称作“涡激振动”。
扩展资料：
虎门大桥仍振动原因：
虎门大桥管理方——广东省交通集团发布通告，称目前虎门大桥悬索桥结构安全可靠，此次振动不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。目前，管理方正在对大桥进行全面检修。
昨晚，虎门大桥的桥面已经看不到明显的抖动，不过，大桥仍然处于双向交通管制状态，具体恢复通行的时间还没有确定，同时虎门大桥下的水域也已实行封航。
为确保大桥交通安全万无一失，虎门大桥管理养护单位已紧急开始对大桥进行全面检查检测。同时，交通运输部已组建专家工作组到现场指导，有关单位正全力加快检测。
专家介绍，大跨径悬索桥在较低风速下存在涡振现象，振动幅度较小不易察觉，仅在特殊条件下会产生较大振幅，不会影响桥梁的结构安全。
参考资料来源：中国小康网-虎门大桥仍振动怎么回事？
参考资料来源：百度百科-涡振现象
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