卡門渦街效應(卡門渦街效應發電機)

卡門渦街效應(卡門渦街效應發電機)

什麽是“卡門渦街”？

1908年，馮卡門獲得了博士學位。之後去巴黎視察。不久，普朗特給哥廷根大學發了一封信，邀請他當助手。他愉快地接受了邀請，開始了作為航空科學家的生涯。當時普朗特正在從事流體邊界層分離現象的研究。馮卡門到達哥廷根大學後，對這一現象非常重視。判定流體在圓柱體後麵形成的兩行交叉渦穩定。他在這方麵寫了兩篇優秀的論文。因為有人戲稱這一現象為“卡門漩渦街”。這個發現成為流體力學中的重大發現。

什麽原因導致了大橋出現了異常抖動？

現代懸索橋的出現使人類能夠建造越來越長的橋梁。吊橋可以很長，可以橫跨峽穀、大江、海峽，例如跨越300多米深峽穀的中國矮人特大吊橋。陽事項長江大橋的主扇長度可達1.7公裏，在世界懸索橋中排名第二，在世界兩層懸索橋中排名第一。

懸索橋的跨度長度會導致空氣動力學問題。強風穿過吊橋時，橋墩會像波浪一樣搖晃，路過橋的人會非常不舒服。(威廉莎士比亞，溫德薩默，風名)。(風名)如果嚴重的話，橋還是有可能搖晃倒塌的。

那麽，為什麽懸索橋會發生不正常的晃動呢？

從物理學原理來看，所有物理結構都有固有頻率。如果強迫振動的頻率接近物理結構的固有頻率，就會發生共振現象。振幅足夠高的話，結果會破壞結構。

19世紀，法國一群士兵以相當整齊的步伐走在100米長的橋上時，一齊走來的頻率與橋的固有頻率相吻合，橋不斷搖晃，出現共振現象。大衛亞設，《美國電視劇》，戰爭)士兵們走到橋中央時，劇烈的共振現象使橋倒塌，數百人溺水身亡。

除了整齊的步伐外，大風吹腿還會使腿搖晃，還會產生與卡門漩渦效應相關的劇烈共振現象。

強風橫向通過橋麵時，橋麵的上下兩邊會出現兩個漩渦，它們的旋轉方向相反，相互交錯。這將導致橋麵產生周期性的強製力，從而導致橋麵搖晃。這就是卡門漩渦效應，現代宇宙技術之父馮卡門首次闡明了原理。

卡門渦效應非常強時，橋麵的振動幅度會增加，最終達到橋梁的固有頻率。結果會出現共振現象，橋會發生劇烈震動，導致橋崩潰。這是現實中發生的事。

1940年，橫跨塔科馬海峽的塔科馬海峽吊橋開通。但僅僅幾周後，橋麵開始出現異常晃動。經過幾個月的搖晃，塔科馬海峽大橋的橋甲板最終扭曲，橋倒塌了。

塔科馬海峽大橋模型風洞測試表明，橋梁倒塌的原因正是卡門渦效應引起的劇烈共振現象。塔科馬海峽大橋的甲板不夠厚，無法承受強風造成的卡門漩渦效應，最終以每小時65公裏的風衝垮了橋。

之後，我意識到，在橋梁建設之前，需要對模型進行嚴格的風洞測試。而且，橋上需要設計氣孔來破壞卡門漩渦效應。十年後，經過嚴格模擬測試的新塔科馬海峽大橋重新建成，現在也正常通行。

現代橋梁的設計都考慮卡門漩渦效應，今後很少會出現塔科馬海峽懸索橋這樣的倒塌現象。

本文到此結束，希望對大家有所幫助呢。

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