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什么是卡门涡街?

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卡门wojie

卡曼街

在流体绕过非流动物体的尾迹左右两侧产生成对的、交替的、不对称的涡流(见图)。卡门涡街是粘性不可压缩流体力学中研究的一种现象。卡门涡街是流体在高大的烟囱、高层建筑、输电线、输油管道和热交换器周围流动时产生的。1911年,德国科学家T.V.卡门从空气动力学的角度发现了这种涡旋稳定性的理论基础。对于绕流圆柱体,涡街中各单涡频率f与绕流速度v成正比,与圆柱体直径d成反比,即Sr为斯特劳哈尔数,主要与雷诺数有关。雷诺数为300 ~ 3105时,Sr近似为恒定值(0.21)。当雷诺数为3105 ~ 3106时,规则涡街不再存在。当雷诺数大于3106时,卡门涡街会自动再次出现,此时Sr约为0.27。当涡旋街出现时,流体会对物体产生周期性的横向交变力。如果力的频率接近物体的固有频率,就会引起共振,甚至损坏物体。这种涡流使潜艇的潜望镜失效,损坏了海峡桥,使锅炉的空气预热器管箱振动开裂。然而,卡门涡街可以通过测量涡的脱落频率来确定流体的速度或流量,从而制成涡街流量计。

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