跟midas了解CFD | 三

       在某些条件下，本来均匀而稳定的流动绕过物体时，会在物体的两侧周期性地脱落转向相反的旋涡，这些旋涡在物体的后部形成有规则的交错排列状态。第一个系统地解释这个想象的人是著名的空气动力学家冯●卡门（Von Karman），并且因为旋涡有规则地交错排列在尾迹两侧，就像街道两边的路灯一样，所以取名为卡门涡街。

       塔科马（tacoma）悬索桥风毁事故使人们意识到卡门涡街在建筑安全方面的重要性。

新桥实景↓：*图片提供者为贵州交勘院杨健杨总，在此表示感谢。

1940年，美国华盛顿州的塔科马（tacoma）峡谷上花费640万美元，建造了一座主跨度853.4米的悬索桥。建成4个月后，于同年11月7日碰到了一场风速为19米/秒的风。虽风不算大，但桥却发生了剧烈的扭曲振动，且振幅越来越大（接近9米），直到桥面倾斜到45度左右，使吊杆逐根拉断导致桥面钢梁折断而塌毁，坠落到峡谷之中。究其缘由，就是因为风吹过桥两边的钢板时产生周期性脱落的涡，给桥身施加一个固定频率的力，而大桥本身也有自己的固有频率，当这两个频率相近时便引起了共振，导致大桥垮塌。后来所有的桥梁，无论是整体还是局部，都必须通过严格的数学分析和风洞测试。

卡门涡街的形成条件：对于在流体中的圆柱体雷诺数（47<Re<10⁵）。

当雷诺数=30时，圆柱体后的液体呈平陆状态；

当雷诺数=40时，圆柱体后的液体开始出现正弦式波动；

当雷诺数=47时，圆柱体后的液体，前端仍然呈正弦状，后端则逐渐脱离正弦波动；

当雷诺数>47时，圆柱体后的液体，出现卡门涡街

当雷诺数在50至85之间，圆柱体后的液体压力，呈等振幅波动

当雷诺数=185时，圆柱体后的液体压力，呈非均匀振幅波动。 

      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。振动频率与流体速度成正比，与阻流体的正面宽度成反比。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