卡门涡街现象
- 格式:ppt
- 大小:16.68 MB
- 文档页数:69
卡门涡街原理
卡门涡街原理是一种流体动力学现象,指的是在流体穿过一个窄缝或者绕过一
个圆柱体时,会产生一系列的交替旋转的涡流。
这一现象最早由匈牙利科学家卡门在20世纪20年代发现并描述,因此得名为卡门涡街。
卡门涡街原理在工程学和物理学中有着广泛的应用。
在建筑设计中,我们可以
利用卡门涡街原理来减小建筑物受风的阻力,减小风压对建筑物的影响。
在风力发电机的设计中,也可以利用卡门涡街原理来提高风力发电机的效率。
此外,在汽车、飞机等交通工具的设计中,也可以利用卡门涡街原理来减小空气阻力,提高运行效率。
卡门涡街原理的产生机理主要是由于流体在穿过窄缝或者绕过圆柱体时,会形
成交替的压力区和吸力区。
当流体通过窄缝或者绕过圆柱体时,由于流速的增大和减小,会导致压力的变化,从而形成交替的涡流。
这些交替的涡流会产生一种周期性的力,称为卡门涡街力,这种力会影响到流体的运动状态。
在实际应用中,我们可以通过改变窄缝的宽度、改变圆柱体的直径或者改变流
体的流速来控制卡门涡街的产生。
通过合理地设计和控制,我们可以利用卡门涡街原理来达到我们想要的效果,比如减小阻力、提高效率等。
总的来说,卡门涡街原理是一种重要的流体动力学现象,它在工程学和物理学
中有着广泛的应用。
通过对卡门涡街原理的研究和应用,我们可以不断地改进和优化各种工程设计,提高能源利用效率,降低能源消耗,推动工程技术的发展。
希望通过本文的介绍,读者们对卡门涡街原理有了更深入的了解,也能够在实
际应用中更好地利用这一原理,为工程技术的发展做出更大的贡献。
卡门涡街现象的例子
卡门涡街是一种在城市中常见的气象现象,通常出现在高楼大厦间的狭窄街道上。
这种现象在城市中很常见,尤其是在建筑密集的地区,如商业区或市中心。
卡门涡街的特点是街道狭窄,高楼大厦围绕,导致风在街道上形成旋涡状流动,给行人和车辆带来一定的不便和危险。
在卡门涡街中,风速会显著增加,风向也会发生变化,甚至可能出现突然的风暴。
这种气象现象会给行人行走带来困难,可能会造成行人失衡甚至被风吹倒。
对于驾驶车辆的人来说,卡门涡街也会增加驾驶的难度,特别是对于高大车辆或摩托车来说更是如此,容易受到侧风的影响而失控。
一个经典的卡门涡街现象的例子是纽约市的曼哈顿区,特别是在金融区和商业区的一些街道上,由于高楼大厦的密集建设,街道狭窄,风道受限,经常会出现强风和旋涡。
在这些街道上行走或驾驶车辆的人们都会感受到风的强劲和不稳定,需要特别小心谨慎。
另一个例子是香港的中环地区,由于大厦林立,很多街道被高楼大厦所环绕,风道受限,经常会形成卡门涡街。
在这些街道上行走的人们会感受到突然的风暴和风向的变化,可能会对行人和车辆的安全造成一定的影响。
卡门涡街现象的危害不仅在于风的强劲和突然性,还在于风的不稳定性和风向的变化,这可能会给行人和车辆的行驶带来一定的风险。
因此,对于城市中存在卡门涡街现象的街道,建筑设计和规划者应当考虑风道的设置,避免在城市中形成卡门涡街,以确保行人和车辆的安全。
总的来说,卡门涡街现象是城市中的一种常见的气象现象,特别是在高楼大厦密集的地区,这种现象可能会对行人和车辆的行驶造成一定的影响和风险。
因此,建筑设计和规划者应当对卡门涡街现象给予重视,避免在城市中形成卡门涡街,确保城市的安全和稳定。
现象
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,会产生两道非对称地排列的旋涡,其中一侧的旋涡循时针方向转动,另一旋涡则反方向旋转,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,如街道两边的街灯般,这种现象,称为卡门涡街.
原因
卡门涡街起因流体流经阻流体时,流体从阻流体两侧剥离,形成交替的涡流。
这种交替的涡流,使阻流体两侧流体的瞬间速度不同。
流体速度不同,阻流体两侧受到的瞬间压力也不同,因此使阻流体发生振动。
形成条件
卡门涡街形成的条件:对于在流体中的圆柱体雷诺数(47<Re<105)
涡街频率
卡门涡街频率与流体速度和阻流体(旋涡发生体)宽度有如下关系:
f=SrV/d
f=卡门涡街频率, Sr=斯特劳哈尔数, V=流体速度, d=阻流体迎面宽度
应用及危害(皆利用卡门涡街频率与固有频率相同而共振)
英国物理学家约翰·威廉斯特拉斯·瑞利勋爵最先应用卡门涡街理论,用卡门涡街的交替旋涡解释风弦琴发声的原理。
(原因:风弦琴在十八世纪欧洲流行,在木制共鸣箱上安装几条琴弦,风吹琴弦,产生卡门涡街,卡门涡街频率和琴弦的固有频率发生共振而发声。
)中国古代在风筝上安装竹片,风吹发声如筝,也是卡门涡街原理造成的。
其他例子包括风吹电线发声等等。
德国物理学家古切(F. Gutsche),用卡门涡街解释为什么船舶的螺旋桨在水中发出的声音
建筑物倒塌(危害)。
卡门涡街一、实验现象首先,把小纸条在无风处竖直放置,观察到纸片是静止的。
然后,将吹风机调至低风速档,将纸片放在吹风机下面,风从纸片正上方往下吹,先将纸片放在离吹风口远一点的位置,纸片还是基本静止的;慢慢靠近风口,由于实验存在误差,纸片会有一点微小的摆动,但是纸片的振幅不会太大。
由此可以观察到当风速比较低时,纸片基本上还是静止的。
最后,把吹风机打到高风速挡,这个时候可以观察到纸片中部振幅波动大,后头尾巴会明显摆出。
二、实验原理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,经过非线性作用后,形成卡门涡街,如水流过桥墩,风吹过高层楼厦、电视塔捆囱、电线等都部会形成卡门涡街。
一个轴对称的圆形物体受到风的作用,如果风的速度小于某个值,它的流线如下图(a)所示;随着流速的增大在它的尾部出现了一个气流的涡旋(如下图(b)),这个涡旋会脱落,每次脱落的时候它都会交替的出现,尾部的涡在脱落的过程造成的负压力出现周期性的变化,最后出现下图(d)(e)的情况。
三、原理应用实际上,卡门涡街并不全是会造成不幸的事故,它也有很成功的应用。
比如己在工业中广泛使用的卡门涡街流量计,就是利用卡门涡街现象制造的一种流量计。
它将涡旋发生体垂直插入到流体中时,流体绕过发生体时会形成卡门涡街,在满足一定的条件下,非对称涡列就能保持稳定,此时,涡旋的频率f与流体的流速v成正比,与涡旋发生体的正面宽度d成反比,可用公式表示为:f=Stv/d其中St为斯特劳哈尔数,在正常工作条件下为常数。
卡门涡街流量计有许多优点:可测量液体、气体和蒸汽的流量;精度可达±1%(指示值);结构简单,无运动件,可靠、耐用;压电元件封装在发生体中,检测元件不接触介质;使用温度和压力范围宽,使用温度最高可达400℃;并具备自动调整功能,能用软件对管线噪声进行自动调整。
卡门涡街影响的例子卡门涡街是一种流体力学现象,指的是当流体从一个较宽的管道进入一个较窄的管道时,流体速度增加,压力降低,从而形成的涡旋。
这种现象在日常生活中有很多应用和影响,下面列举了一些例子来说明卡门涡街的影响。
1. 水龙头:当我们打开水龙头,水从水龙头中流出时,我们会发现水流中形成了一个明显的涡旋,这就是卡门涡街现象。
这种涡旋不仅给我们带来了美观的视觉效果,还有助于增大水流的速度,减少水流的压力。
2. 风洞:在航空航天领域中,风洞是模拟空气流动的实验设备。
在风洞中,通过控制空气流动的速度和压力来模拟不同飞行速度下的空气动力学效应。
卡门涡街在风洞中的应用非常广泛,可以帮助研究人员更好地理解空气流动的特性,优化飞行器的设计。
3. 汽车尾部设计:在汽车设计中,尾部的空气动力学特性对汽车的性能和燃油经济性有很大的影响。
卡门涡街的应用使得汽车设计师能够通过合理的尾部设计来减少空气阻力,提高汽车的行驶稳定性和燃油经济性。
4. 水力发电站:在水力发电站中,水流通过水轮机转动发电机产生电能。
为了提高水流的速度和压力,减少能量损失,发电站的水轮机进口一般采用收缩型流道,从而产生卡门涡街现象,以提高发电效率。
5. 船舶设计:在船舶设计中,船体的外形和船底的凹凸设计对船舶的阻力和航行稳定性有很大的影响。
通过合理设计船底的凹凸形状,可以形成卡门涡街,减少船舶的阻力,提高航行速度和燃油经济性。
6. 烟囱设计:在建筑物的烟囱设计中,为了提高烟气的排放效率,减少烟囱内的阻力,常常采用收缩型烟囱设计,通过形成卡门涡街,提高烟气的速度和排放效率。
7. 燃烧器设计:在工业燃烧器的设计中,为了提高燃烧效率和燃烧稳定性,常常采用收缩型燃烧器设计,通过形成卡门涡街,使燃料和空气混合更加均匀,提高燃烧效率和减少污染物排放。
8. 水处理:在水处理领域,卡门涡街的应用可以提高水流的速度和压力,从而增加水处理设备的处理能力,提高水处理效率。
卡门涡街的原理及其应用1. 卡门涡街的原理介绍卡门涡街是由卡门效应(卡门涡街效应)衍生而来的一种现象。
卡门效应是流体力学中的一个重要现象,在流体通过一个圆柱体时会形成旋涡街。
卡门涡街是一种产生周期性旋涡的现象,具有较高的频率和可控性。
2. 卡门涡街的工作原理卡门涡街的工作原理是基于卡门效应。
当流体通过圆柱体时,由于流体的惯性和黏性,会形成一个交替排列的旋涡结构,即卡门涡街。
旋涡的形成和脱落会产生涡旋相关的压力变化,从而加速或减缓流体的流动速度。
3. 卡门涡街的应用卡门涡街作为一种流体控制技术,具有广泛的应用前景。
3.1 消除尾迹卡门涡街可以通过调节圆柱体的形状和流体参数,使得涡旋脱落的频率和幅度控制在合适的范围内。
利用卡门涡街可以有效地消除飞行器、汽车等高速运动物体的尾迹,降低气动阻力和噪声,提高运动物体的效能和稳定性。
3.2 增强传热效率由于卡门涡街的涡旋结构,可以增强传热介质与换热表面的接触,提高传热效率。
因此,卡门涡街在热交换器、反应器等领域有着重要的应用价值。
3.3 减小湍流卡门涡街还可以通过激励的方式减小湍流,提高流体流动的稳定性。
这在风力发电、能源输送等领域具备重要的应用潜力。
4. 卡门涡街的优势和挑战卡门涡街作为一种先进的流体控制技术,具有以下的优势和挑战:4.1 优势•卡门涡街具有较高的可控性和可调节性,可以根据不同的需求进行调整。
•卡门涡街技术相对成熟,已经在多个领域得到了应用验证。
•卡门涡街的应用可以有效降低能耗和环境污染。
4.2 挑战•卡门涡街技术的理论研究和工程应用还有待进一步深入。
•卡门涡街的优化设计和参数选择需要大量的试验和实际操作经验。
•卡门涡街技术的经济性和持续性还需要进一步探索和改进。
5. 结论卡门涡街是一种基于卡门效应的流体控制技术,具有广泛的应用前景。
通过消除尾迹、增强传热效率和减小湍流等方式,卡门涡街可以对流体进行有效控制,提高系统性能和能源利用效率。
尽管卡门涡街技术还面临一些挑战,但相信随着技术的不断进步和创新,卡门涡街技术将在更多领域发挥重要作用。
卡门涡街的原理卡门涡街是在流体力学领域中研究的重要现象,常被用来解释和描述一系列发生在绕流物体周围的涡旋形成、交替洗涤以及可能的不稳定振动现象。
本文将详细介绍卡门涡街的原理。
卡门涡街最早是由荷兰科学家和工程师泽尔肯(Theodor von Kármán)在1911年发现的。
他在进行实验的过程中发现一个特殊的渠道集合体在流体流过时会形成一系列的涡旋脱落,这些涡旋随着时间的推移周期性地离开流体中心,并在后方以不稳定的方式相互作用。
卡门涡街的形成可归于流体动力学中的不稳定性。
当流体流经绕流物体,比如圆柱体或圆球体时,会发生流体分离现象。
在低速流动条件下,当流体流动到绕流物体的前缘时,由于惯性和黏性的作用,流体流动方向改变,流体会流聚在绕流物体的前面,导致背压增加。
同时,绕流物体后缘附近的背压降低,产生低压区域。
低压区域会吸引高压区域中的流体,导致流体形成一条旋涡,绕流物体后缘附近的低压区域跟着移动。
绕流物体前后出现的高压和低压区域随着流体的移动在空间中周期性地重复,从而形成一系列的旋涡。
卡门涡街的形成与两个主要因素密切相关:雷诺数和卡门编号。
雷诺数(Reynolds number)是一个无量纲数,用于描述流体流动发生的惯性和黏性相互作用。
当雷诺数较低时,流体黏性的作用比惯性作用更加重要,流体流动比较平稳,涡旋形成的机会较少;而当雷诺数较高时,惯性作用比黏性作用更加重要,流体流动相对更加复杂,涡旋形成的机会增加。
卡门编号(Strouhal number)是描述涡旋脱落频率的无量纲数。
卡门涡街中的涡旋脱落频率与流体速度、绕流物体的尺寸等因素有关,卡门编号可以用来表示涡旋脱落频率与这些参数之间的关系。
在具体的实验中,当雷诺数适中,并且绕流物体的尺寸和流体速度也适当时,卡门涡街现象会更加明显。
涡旋脱落频率与流体速度、绕流物体的尺寸之间存在一个特定的关系,这个关系可以通过实验测量得到。
实验中常常利用烟雾或染料追踪流体的流动,通过记录涡旋脱落的频率和相互作用的规律,可以得到卡门涡街的一些重要特性。
认识卡门涡街
卡门涡街(Carman Vortex Street)是一种流体力学现象,是一种稳定的渦旋流,这种流体动力学的现象可以在多种物理系统中观察到,其中包括水流和风流等。
卡门涡街是由匈牙利物理学家Theodor von Karman于1911年在实验中发现,并被命名为卡门涡街。
当有一个绕流物体时,如一个圆柱或一个球体,流体就会分离并形成由交替的不稳定涡流包围的一系列交替的旋涡。
这些涡流在物体的尾部排列并形成卡门涡街。
这种流动的特征是具有一个成对的涡街,在流体中心形成一系列的涡流,并向两侧传播。
卡门涡街的稳定性与物体的 Reynold 数相关,当 Reynold 数小于40时,卡门涡街通常是不稳定的,而当 Reynold 数大于40时,卡门涡街变得更加稳定,成为常见的硬性物体后方的稳定流线。
卡门涡街对工程应用具有重要意义,因为它可以在流体管道和其他流体设备中出现,并对流量、压力和乱流产生影响。
了解卡門渦旋流现象有助于解决很多气流和液流问题,比如飞机尾流的问题等。
此外,在地球大气环境中,卡门涡街也起着重要的作用,它可以影响气候,产生湍流和旋涡,并与天气前缘有很大的关系。
卡门涡街还可以在自然界中观察到,如红晕光彩、旋涡云层等天气现象。
总之,卡门涡街是一种非常重要的流体动力学现象,与工程设计和自然环境中都有密切的关系。
了解和掌握它的原理和应用,能够帮助我们更好地研究和解决与流体力学相关的问题。
卡门涡街的原理及其应用1. 引言卡门涡街是一种通过涡街效应将能量转换为涡旋运动的现象,应用广泛于流体力学领域。
本文将介绍卡门涡街的原理以及其在不同领域的应用情况。
2. 卡门涡街的原理卡门涡街的原理基于流体在通过一个绕流体流动物体的缝隙时,会将能量转化为涡旋运动的现象。
它的原理可以归结为以下几点:•涡街效应: 当流体通过一个孔隙时,由于惯性导致了流体流动的非稳定性。
这种非稳定流动会引起涡旋的生成,形成卡门涡街现象。
•压力梯度: 缝隙内外的压力差异是产生卡门涡街现象的重要原因。
在压力梯度的作用下,流体极易产生旋转运动。
3. 卡门涡街的应用卡门涡街的独特原理使其在许多领域中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用场景:3.1 流体力学研究卡门涡街广泛应用于流体力学研究中,帮助研究者了解流体的运动方式和行为。
通过观察卡门涡街现象,研究者可以测量流体的速度、压力和涡旋的形成情况,从而揭示出流体的运动规律。
3.2 传感器技术由于卡门涡街现象的灵敏度高,它被广泛应用于传感器技术中。
通过使用卡门涡街传感器,可以测量流体的流速、温度和压力等参数。
卡门涡街传感器具有精度高、可靠性强等优点,在工业领域和科学研究中得到了广泛的应用。
3.3 能量转换卡门涡街的能量转换特性使其在能源领域中有着重要的应用前景。
利用涡街效应,可以将流体能转化为机械能或电能。
卡门涡街发电机通过将流体通过涡街缝隙,引起涡旋运动,从而驱动发电机产生电能。
3.4 测流技术卡门涡街的特性使其成为一种重要的测流技术。
通过测量卡门涡街涡旋的频率和振幅变化,可以准确测量流体的体积流量。
这种测流技术在工业流程控制和水资源管理中具有重要意义。
4. 结论卡门涡街是一种利用涡街效应将能量转换为涡旋运动的现象。
它在流体力学研究、传感器技术、能量转换和测流技术等领域中有着广泛应用。
随着对流体行为和能源利用的不断深入研究,卡门涡街在未来的应用前景将会更加广阔。
卡门涡街原理卡门涡街原理(CarmenVorticityTheorem)是一个重要的物理原理,又称为卡尔文的涡旋定理,它表明,在有限的时空中,水介质的平均涡度是恒定的,这意味着流线在任意位置的方向都不会改变。
这一原理可以解释流体动力学发展中许多实际应用,其深远的影响可追溯到费尔伯特、默利、斯托克斯等领域。
卡门涡街原理是由英国物理学家卡门发现的。
在1869年他发现,一个固定的流线的涡旋不会改变,他的研究主要是关于在有限的时间空间内,流体涡旋的变化。
在他的研究中,他用抽样技术测量水的涡旋,他发现,在环流中,涡度基本上是恒定的,尽管流体的涡旋会受到外部力量的影响而有所变化。
1904年,费尔伯特进一步发现,在不考虑外部力量和重力作用的情况下,涡旋仍然是恒定的。
卡门涡街原理是水力学基础理论的基础,它可以被应用于水流以及沿着水表面的空气流动,涉及的科学领域有水力学、流体动力学、海洋科学等。
在江河水系中,流动的水流受到河床的影响,受到流速、海拔、河床和地形的影响,流速会随着河床改变而改变,流速可以用卡门涡街原理来计算,而河床也可以用它来计算,流速也可以根据河床影响进行调整。
卡门涡街原理在涡旋洪流分析中也得到了广泛应用,可以用来模拟多种涡旋洪流,如潮汐涡流、下游涡流以及潮汐、风暴水的洪流。
此外,卡门涡街原理也可以用于模拟船只在具有水动力和流体动力效应的水中移动的情况,这种效应包括涡旋、沿流、翻浪等。
水动力的研究包括水动力的分布、流速变化和水动力的方向等,都可以利用卡门涡街原理来模拟。
卡门涡街原理也可以用于模拟风流在海洋表面上的对流和涡旋现象,以及理解涡旋现象,如陆地风暴涡旋、涡旋风暴和风暴等现象。
卡门涡街原理及其应用在水动力学、流体动力学和海洋科学等学科领域都有着重要的意义,它不仅使我们能够理解流体的涡旋和流动,还可以用来应用于水动力和流体动力现象的模拟。
卡门涡街原理的研究和发展,使我们在流体动力学领域取得了重大进步,使我们了解了流体涡旋在流体中的运动,为我们提供了有效的流体动力学解决方案。
一、实验目的1. 理解卡门涡街现象的成因及规律;2. 掌握实验原理和方法;3. 观察和分析卡门涡街现象;4. 计算卡门涡街的频率、斯特劳哈尔数等参数。
二、实验原理卡门涡街是流体力学中的一种重要现象,当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。
这种现象的成因是:流体在绕过物体时,由于物体对流体流动的阻碍,使得流体在物体表面形成边界层。
当雷诺数处于特定范围时,边界层内的流体流动会产生周期性的涡旋脱落,形成卡门涡街。
实验原理基于以下公式:f = Sr (v / d)其中,f为涡街频率,v为绕流速度,d为圆柱体直径,Sr为斯特劳哈尔数。
三、实验设备与材料1. 实验装置:卡门涡街实验装置,包括圆柱体、水槽、泵、流量计、计时器等;2. 实验材料:圆柱体、水槽、水泵、计时器、尺子等;3. 仪器:电脑、数据采集器、频谱分析仪等。
四、实验步骤1. 准备实验装置,确保水槽内水位稳定;2. 将圆柱体放置在水槽中央,调整位置,使圆柱体与水槽壁保持一定距离;3. 启动水泵,调节流量,使水流速度稳定;4. 打开计时器,观察并记录圆柱体两侧涡街的频率;5. 使用尺子测量圆柱体直径;6. 重复实验,改变水流速度,记录不同速度下的涡街频率;7. 计算斯特劳哈尔数Sr。
五、实验结果与分析1. 观察实验现象:当水流绕过圆柱体时,圆柱体两侧会出现周期性的涡街,涡街频率与水流速度有关;2. 计算斯特劳哈尔数:根据实验数据,计算不同水流速度下的斯特劳哈尔数;3. 分析实验结果:斯特劳哈尔数与雷诺数有关,当雷诺数处于特定范围时,斯特劳哈尔数近似于常数值。
在本实验中,斯特劳哈尔数近似为0.21。
六、实验结论1. 卡门涡街现象是流体力学中的一种重要现象,当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;2. 涡街频率与水流速度有关,满足公式f = Sr (v / d);3. 斯特劳哈尔数与雷诺数有关,当雷诺数处于特定范围时,斯特劳哈尔数近似于常数值。
卡门涡街效应
卡门涡街效应是一种物理现象,它是由1883年俄国物理学家卡门·涡街(Kamenev)发现的。
卡门涡街效应源于气体分布的不均衡情况。
当流体在一个涡街中流动时,其流转的方向会发生改变,导致涡街的大小也会改变。
这种物理现象被称为卡门涡街效应。
卡门涡街效应是一个自发平衡过程:当涡街中发生流变时,它会产生一个力,这种力称为“卡门力”,它将使得涡街改变其大小和形状,也就是涡街中的气体分布重新平衡,从而确保涡街保持一定的平衡状态。
换句话说,卡门涡街效应就是使涡街保持平衡的过程。
卡门涡街效应在几何形状和流动特性等各方面都受到应用。
举个例子,它可以用来解释风的形成:即在地球的表面,气压和对流起着重要作用,导致某些地方出现气压降低,使得流体(空气)在外力的作用下流向低压地区,产生风。
此外,卡门涡街效应还被广泛应用于汽车,飞机,暖气,船舶等传统运输方式上,从而改善它们的性能。
在现代汽车工业中,它也可以用于改进车身和排气系统,改善燃油效率,从而达到节能的目的。
另外,卡门涡街效应也可以用来解释天气现象,如影响全球气候的强对流,也可以使用它来解释大气环流,这是一个复杂的过程,也非常重要。
由此可见,卡门涡街效应是一种重要而又实用的物理现象。
它不仅可以解释许多宏观现象,而且还被广泛用于汽车工业,航空航天,船舶工业等传统行业,以及现代汽车和暖通空调系统等技术领域,从而改善它们的性能。
因此,卡门涡街效应将在未来发挥着更为重要的作用。
卡门漩涡名词解释
卡门漩涡(Kármán vortex street)是一种流体动力学现象,该现象最初由匈牙利工程师、物理学家西奥多·冯·卡门在20世纪初期进行的研究中发现。
卡门漩涡通常出现在流体流过圆柱体等物体时,在物体后方形成一个由交替旋转的漩涡组成的稳定的涡街。
卡门漩涡是一种剪切层涡,其形成原因是流体在经过物体时产生的对物体表面的摩擦力,使流体发生旋转,并形成漩涡。
这种现象在航空、海洋和土木工程中具有重要的应用,可以用于模拟飞机翼和桥梁等结构的流场特性。
卡门漩涡的特征包括漩涡排列间距相等、漩涡旋转方向交替、漩涡大小与物体大小成正比、漩涡排列与物体表面形状有关等。
卡门漩涡还会导致物体后方出现周期性的压力变化,可以通过测量这些压力变化来研究卡门漩涡的产生和特征。
总之,卡门漩涡是一种流体动力学现象,常见于流体流过物体时,在物体后方形成的交替旋转的漩涡组成的稳定的涡街。
它的特征包括漩涡排列间距相等、漩涡旋转方向交替、漩涡大小与物体大小成正比等。
卡门涡街现象分析1881年5月11日是著名的美国工程力学家卡门(1881-1963)的诞生纪念日.卡门出生在匈牙利的布达佩斯。
他对人类最大的贡献是开创了数学、力学在航空、航天和其它工程技术领域的应用,为近代力学的发展奠定了基础。
1911年卡门对流动的流体在圆柱体后留下的两排周期性旋涡进行了深入的研究,在理论上对这种旋涡做出了精辟的分析。
这就是著名的卡门旋涡。
卡门创建了美国航空科学学院,并把这所学院建设成了当时流体力学的研究中心和培训基地.卡门支持他的学生对火箭推进技术进行研究并和马利纳第一次证明能够设计出稳定持久燃烧的固体火箭发动机。
一.卡门涡街现象实际流体绕流圆柱(管)体时,边界层分离所形成的旋涡在背流面有一定释放(脱落)规律,当Re90~200时,背流面旋涡不断的交替生成及脱离,并在尾涡区形成交替排列、旋转方向相反、有规则且较稳定的两行旋涡,以比来流小得多的速度运动,这种现象称为卡门涡街(冯·卡门首先实验测得),又称卡门涡列.[注意]卡门涡街现象在Re60~210都可以观察到,但有规则的卡门涡街在Re60~5000范围内,而只有Re90~200范围内观察到的卡门涡街现象才是较稳定的。
二。
卡门涡街的利用及危害a。
利用:测量流体来流速度及流量。
卡门涡街中旋涡脱落频率f可表示为 5d 5式中St称为斯特罗哈尔数,是个无量纲量。
当Re800~1.510时,一般St0.21.因此利用这一特点可以制成卡门涡街流量计,即测得脱落频率f、圆柱外直径d后,因为fStSt0。
21已知,则可以求得来流速度c,进而获得流量。
b。
危害:会产生振动及噪声,严重时产生共振及声振。
卡门涡街时旋涡交替产生并脱落,因此将产生交变力,从而被绕流柱体产生振动及噪声;当交变力频率与柱体材料的固有频率接近时,便会产生共振现象,使振动加剧;振动会使周围空气发出声响效应,若其频率与柱体材料的固有频率接近时,又会产生所谓的声振,使振动及噪声加剧。
反卡门涡街原理
卡门涡街现象是指当流体通过圆柱体时,会产生一种由两个涡流交替排列组成的流动现象。
这种流动现象通常会在低雷诺数(Re<40)的情况下发生,例如气动学中的空气动力学和海洋工程学中的流体力学。
卡门涡街现象不仅影响流体的运动,还会对结构物造成噪音和振动的影响。
而反卡门涡街原理则是指通过改变结构物的形状和尺寸等因素,来减少或消除卡门涡街现象。
例如,可以采用外表面光滑的细长结构代替圆柱体,或者在圆柱体周围设置绕流板等装置,都可以减少卡门涡街的发生。
反卡门涡街原理的应用在实际工程中具有广泛的意义。
例如,在飞机设计中,采用防止卡门涡街的措施可以减少噪音和振动,提高飞行的安全性和舒适性。
在海洋工程中,反卡门涡街的技术可以优化船舶的设计,提高航行效率和航速。
- 1 -。
面试最佳自我介绍一分钟范文各位领导:我是_职校的_。
有过几次幼教实习经验,在幼教实习中我本着一颗童心、爱心、信心,始终如一地对待每一个家长和孩子,受到一致好评。
我的性格开朗、热情大方。
我热爱幼儿教学工作,希望到贵园学到更多、更好的的教学经验,可以更好的完善自己。
在教导幼儿知识时我看到同学们露出那天真的笑脸和提出幼稚的问题时,我都会很有耐心的一一回答。
我喜欢小朋友,所以我有足够的耐心。
小朋友的好奇心,让我变成了百科全书。
他们的许多为什么,让我心中充满了追求答案的欲望。
因为我喜欢小朋友们的欢声笑语,所以我选择了这门职业。
我知道学前教育这条道不好走,我想既然我喜欢了,选择了,就要坚持、努力的做到最好。
如果园长肯给我一次机会,我会更加努力,不负所望,把我的潜能发挥出来。
在此谢谢各位园长。
面试最佳自我介绍一分钟范文(二)各位领导、各位评委:大家好!今天我竞聘的职位是银行柜员。
决定参加这次竞聘前,也曾度德量力,思虑再三。
今天,我之所以参加这次竟聘演讲,一方面是我对银行柜员这份工作的热爱和执着;另一方面,通过这次演讲,锻炼自己的能力、展现自己的才华并借此机会和大家交流思想,同时,接受领导和评委对我的挑选,发现自己的不足,得到更大的进步。
下面,请允许我介绍一下自己的经历。
近两年的银行柜员工作中,让我深深地体会到了作为一名银行柜员应该具有的素质和能力。
本人性格内向外向成正比,有较强的沟通能力。
爱岗敬业,诚实稳重,熟练各种业务的办理,坚持礼貌微笑服务让每一位接受服务的客户都能开心而来,满意而归。
“业精于勤荒于嬉”,工作上我具有任劳任怨的黄牛精神,作风踏实,具有一丝不苟的敬业精神,认真工作,分毫不差,以一种“较真”的态度处理每一笔业务,不敷衍塞责。
有很强的适应能力。
“沉默是金,忍让是银帮人是德,吃亏是福”。
与同事相处的两年多中,从来都是胸怀坦荡,公道正派,善解人意,与人为善,关系非常融洽,是大家公认的知心大姐。
接下来,请允许我阐述一下如果我竞聘成功后的工作思路。
卡门涡街升力系数卡门涡街现象源于流体力学中的黄蜂腰振动,是一种流体不稳定的现象。
卡门涡街的发生是由于流体在流动中遇到阻力时发生剪切力,从而形成涡旋,一部分涡旋沿着流体运动方向滚动流动,同时另一部分涡旋向相反方向滚动,这种现象被称为卡门涡街。
卡门涡街现象不仅在自然界中广泛存在,在许多实际应用中也是必须考虑的重要环节,比如汽车车身、桥梁、飞机机翼、水泵、水轮机等都会因涡街带来不良效果。
卡门涡街对物体的升力和阻力具有复杂的影响,因此在工程设计和模拟中,需要准确计算和预测卡门涡街的特性,以充分利用卡门涡街的升力增强和阻力降低效果。
卡门涡街涡量的大小和分布规律对物体升力的影响非常重要,目前主要的研究方法是通过流场模拟实验来获取涡量数据,分析卡门涡街的涡量分布和变化规律,并计算升力系数。
升力系数是衡量物体受到卡门涡街影响的指标之一,它是物体所受升力和单位动量流体动能相对于速度的比值。
其计算公式为:CL = L / (0.5*rho*V^2*A)其中,L为物体所受升力,rho为流体密度,V为流体速度,A 为物体所受流体作用面积。
升力系数的大小与物体的形状、角度、流速、流体密度等有关系。
在卡门涡街现象中,相同条件下,表观升力系数与卡门涡街的强度和发生位置密切相关。
升力系数的变化趋势与卡门涡街现象密切相关,如果能够在实际应用中将卡门涡街的发生和分散控制在某个适宜的范围内,就能够实现物体升力系数的最大化。
卡门涡街的控制技术主要包括两个方面:一是通过物体的几何形状和表面特征来调控卡门涡街的分布和强度;二是通过流场参数的调控来控制卡门涡街的形成和发生位置。
卡门涡街的控制措施包括:改变物体几何形状和表面特征,比如通过凸出物的作用、减小流体流动的曲率半径、增加物体的光滑程度等方式来改变物体所受的卡门涡街;通过改变物体的形状和表面特征来增加物体的升力,和降低物体所受的阻力;调整流体流动参数,在减小流阻的同时增加物体升力,比如利用氧气燃烧器、推进器、舵机等方式来控制流体速度、压力、温度等流动参数,从而成为可以控制卡门涡街强度和位置的关键因素;完善实验装置和流场模拟模型,通过数字模拟、三维可视化等方式,方便了卡门涡街的分析和控制效果的监测。
卡门涡街影响的例子卡门涡街效应是流体力学中的重要现象之一,它在许多领域都有着广泛的应用。
下面将列举一些以卡门涡街影响为题的例子,以展示它在实际中的应用和影响。
1. 风力发电机:在风力发电机的旋转叶片上,由于空气流动的速度不均匀,形成了卡门涡街。
这种涡街现象使得风力发电机的效率得到了提高,同时也减小了噪音的产生。
2. 热交换器:在热交换器中,流体经过管道时会形成卡门涡街,这可以增加管道的传热效率,提高热交换器的性能。
3. 汽车尾气排放:汽车尾气管道中的高速气流与环境中的低速气流相遇时,会形成卡门涡街。
这种涡街可以帮助将尾气中的污染物分散,减少对环境的污染。
4. 水力轴承:在水力轴承中,由于流体的高速旋转,会形成卡门涡街。
这种涡街可以减小轴承的摩擦和磨损,提高轴承的使用寿命。
5. 水下堤坝:当水流经过水下堤坝时,会形成卡门涡街。
这种涡街可以减小水流的阻力,增加水下堤坝的稳定性。
6. 涡街流量计:涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,它利用卡门涡街的形成来测量流体的流速。
涡街流量计广泛应用于工业自动化控制和流量监测领域。
7. 火箭发动机:在火箭发动机的喷管中,燃气的高速喷射会形成卡门涡街。
这种涡街可以提供额外的推力,提高火箭的性能。
8. 气动力学研究:卡门涡街是气动力学研究中的重要现象之一,它的研究不仅有助于理解流体的运动规律,还可以为飞行器的设计和优化提供依据。
9. 混合流反应器:在混合流反应器中,由于流体的湍流运动,会形成卡门涡街。
这种涡街可以提高反应物的混合程度,加快反应速率。
10. 水下喷泉:在水下喷泉中,喷水口的高速喷射会形成卡门涡街。
这种涡街可以增加喷泉的美观度,吸引游客的注意。
通过以上列举的例子,我们可以看到卡门涡街效应在各个领域都有着重要的应用和影响。
它不仅帮助我们提高了能源利用效率,减少了环境污染,还为科学研究和工程设计提供了重要的理论基础和实践指导。
在未来的发展中,卡门涡街效应将继续发挥重要的作用,并为我们解决各种问题提供新的思路和方法。