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冯卡门漩涡_卡门漩涡图片云_冯卡门

2016-12-11 22:02 网络整理 教案网

卡门漩涡图片云_冯卡门漩涡_冯卡门

冯卡门漩涡”(Von Karman vortices),通常称为卡门涡街,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,由于非线性作用,形成“冯卡门漩涡”。如水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成。“冯卡门漩涡”有一些很重要的应用,在建筑、桥梁、飞机制造设计以及船舶领域均有重要应用。

图片显示的是风流向东横越太平洋北部阿留申岛时受阻形成冯卡门漩涡,从高空中拍摄时这种气流呈现出迷幻般的图案。

冯卡门漩涡”(Von Karman vortices),这是一排交替旋转方向的气流漩涡,它们形成于当风流或海洋气流被扰乱时,尤其是受阻于岛屿或多个岛屿。

下图是盘旋在智利的亚历山大·塞尔扣克岛上空的卡门漩涡云(Von Karman cloud)。 卡门漩涡(Von Karman vortices) 是流体力学中重要的现象,为纪念已故的流体动力学家西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán)而得名:在流体中安置阻流体,在特定条件下会出现不稳定的边界层分离,阻流体下游的两侧会产生两道非对称排列的旋涡,这两排旋涡相互交错排列,各个旋涡和对面两个旋涡的中间点对齐,就像街道两边的街灯一样。

冯卡门_卡门漩涡图片云_冯卡门漩涡

这些云看上去就像被打了孔一样,实际上它们是很自然的被风巧妙地吹出漩涡的形状。在这张图片中,这些漩涡的出现是因为亚历山大·塞尔扣克岛的顶峰(左下角)扰乱了风吹的云层。这张图由美国航空航天局发射的 Landsat-7 卫星上的增强型专题制图仪(ETM)拍摄所得。

1911年在哥廷根,博士生希门茨研究水流中的圆柱表面的压力,但测出的压力总是波动不已。冯卡门漩涡后来,希门茨以日耳曼人那股'傻劲’,将圆柱磨得滚圆,将水槽精磨固定,但圆柱总是晃动。而卡门在周末到实验室探索晃动的原因。他考虑了两种可能性,假设涡流从圆柱体顶部和底部交替出现,卡门回忆说,'我清晰地想象到,若两股涡流按一定几何图案排列,其外形就会稳定。冯卡门漩涡’再经过仔细地'做’——力学和数学分析,求解,再实验,冯·卡门终于发现了'卡门涡街’。

以下是冯卡门漩涡的动画演示(引用自果壳网)