看云的季节,你应该知道冯卡门旋涡

作者:天枢来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-10-30

看云看出点儿门道。

流动的水遇到一块石头,会受到影响,它会在石头的后面发生旋涡,石头阻碍了水的流动。同样道理,当人在水里游泳的时候,会感觉到水有阻力,当人在陆地行走的时候,会感觉到空气也有阻力。

水是流体,空气也是流体,海洋和大气也是流体,流体在遇到障碍物的时候会发生什么,我们仅仅知道它们会被阻挡住,更精细的变化难以知道,对于流体在海洋和大气中大规模的运动变化,我们更难以知道。  

冯卡门旋涡

冯卡门旋涡

幸好有了人造卫星,从太空观察大气和风力变化,让我们更加清晰地认识到这种现象,在这个过程中,会出现冯卡门旋涡。冯卡门旋涡是一排交替旋转方向的气流漩涡。

在流体中,如果有一个什么东西当作是阻流体,挡住了流体前进,那么在流体的下游两侧会产生两道旋涡,它们是非对称排列的旋涡,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,排列起来就像是大街那样,所以也被称为冯卡门涡街。空中的卫星可以很容易观测到冯卡门旋涡,观察冯卡门旋涡可以发现,它们形成的图案多种多样,这是大自然的艺术品。

美国国家航空和航天喷气实验室的冯卡门发现了这一现象,他是研究流体力学的专家,是他最早在研究水流经过一根圆柱的时候,发现了这一现象。流体的黏稠程度,流体的流动速度以及阻碍物的光滑程度都会影响冯卡门旋涡。

冯卡门漩涡有一些很重要的应用,如水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成冯卡门旋涡,只是我们无法发现,但是在涉及这些建筑物的时候,需要考虑,尤其是建造飞行器的时候,要精细地测算这些因素。

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