第十四章 节 打开了天窗（1 / 3）

卡门涡街是粘性不可压缩流体动力学所研究的一种现象。流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生卡门涡街。1911年，德国科学家t.von卡门从空气动力学的观点找到了这种涡旋稳定性的理论根据。对圆柱绕流，涡街的每个单涡的频率f与绕流速度v成正比，与圆柱体直径d成反比，即。sr是斯特劳哈尔数，它主要与雷诺数有关。当雷诺数为300～3x10^5时，sr近似于常数值(0.21)；当雷诺数为3x10^5～3x10^6时，有规则的涡街便不再存在；当雷诺数大于3x10^6时，卡门涡街又会自动出现，这时sr约为0.27。

出现涡街时，流体对物体会产生一个周期性的交变横向作用力。如果力的频率与物体的固有频率相接近，就会引起共振，甚至使物体损坏。这种涡街可使潜水艇的潜望镜失去观察能力，海峡大桥受到毁坏，锅炉的空气预热器管箱发生振动和破裂。

卡门涡街不仅在圆柱后出现，也可在其他形状的物体后形成，例如在高层楼厦、电视发射塔、烟囱等建筑物后形成。这些建筑物受风作用而引起的振动，往往与卡门涡街有关。卡门涡街交替脱落时会产生振动，并发出声响效应，这种声响是由于卡门涡街周期性脱落时引起的流体中的压强脉动所造成的声波，如日常生活中所听到的风吹电线的风鸣声就是涡街脱落引起的。

因此，进行高层建筑物设计时都要进行计算和风洞模型实验，水下的物体也常常设计为流线型，以保证不会因卡门涡街造成建筑物的破坏。

而卡门涡街的发现者冯?卡门也由此树立了现代力学中数学理论和工程实际紧密结合的学风，奠定了现代力学的基本方向，获得了美国的第一枚国家科学勋章。后来工业上也发明了卡门涡街流量计，可利用此原理测量液体、气体和蒸汽的流量。

言羽小时候很笨，反应迟钝，注意力不集中。

不过正如老中医和郑老师所说的那样，给小孩子一点儿时间，他会慢慢地成长。

随着年龄渐长，言羽经常听爸爸妈妈讲故事，又喜欢自己多看书，慢慢的也开始变得聪明起来了。对他自己感兴趣的事，注意力也越来越能集中，甚至捧上一本好书一两个小时都可以坐在小板凳上不离开。

或许因为多读书的缘故，比妹妹也比别的很多小朋友都更喜欢思考。

比如言羽上学不喜欢走呈直角的两条大路，觉得比较远，而且沿途除了小儿书店，也没什么东西好玩，所以喜欢走近路，喜欢穿过田野走一条斜边沿着河边去学校，那样的话就必须要穿过一座青石大桥。

冯?卡门自己后来在书中写道：“早在我生下来之前，大家已知道有这样的涡旋。我最早看到的是意大利bologna教堂中的一张图画。图上画着st.christopher抱着幼年的耶稣涉水过河。画家在christopher的赤脚后面，画上了交错的涡旋。”

桥的桥墩很高，河水流过大桥以后，就会形成极大的几个漩涡，常常能看到漩涡里有很多泡沫，或者木板，甚至有时候还会有巨大的死猪。

也经常看到有人用很长的绳子系上竹筐，扔到河里去打捞漩涡旁漂浮的泡沫或其它各种东西。

同样的天天看到这些，妹妹就从来只会注意谁又从河里捞到了什么好东西，却不会想为什么水里会形成这样巨大的漩涡，而言羽就常常会思考这些，并且想方设法从爸爸妈妈或者老师同学以及课外书本中寻求答案。

后来“解北一小三剑客”言羽和文杰杨曦就此问题一起讨论研究了很多，翻阅查看了不少资料，这才知道，原来当水流流过桥墩时，由于桥墩对水流的阻碍作用，水流会在桥墩处分为两路水流且流速加快，然后在桥墩后方两路水流汇聚之处，剧烈碰撞形成漩涡，桥墩漩涡是卡门涡街的典型情况。

卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到，流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧会产生成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。