f88娱城2官网手机版首页:是什么导致了虎门大桥振动,卡门涡街?凤凰网科技凤凰网

05月07日作者:黑曼巴


据广东省公安厅交管局的消息,2020年5月5日下昼3点30分阁下,因为风速大年夜,虎门大年夜桥呈现摇摆,为确保安然,虎门大年夜桥现已封桥,不能通畅。

今朝,大年夜量车辆涌入虎门威远,虎门交警已嘱咐?消磨大年夜量警力在现场批示疏导交通,分流车辆向莞佛高速、沿江高速行驶。

专家组初步判断,虎门大年夜桥悬索桥本次振动的主要缘故原由是:沿桥跨边护栏继续设置水马,改变了钢箱梁的气动形状,在特定风情况前提下,孕育发生了桥梁涡振征象。

网友拍摄视频:

据网友和新闻说当时风速很大年夜,是风导致卡门涡街振动。那么什么是卡门涡街,它有什么样子的迫害呢?

卡门涡街发明者

冯·卡门(Theodore von Kármán 188f88娱城2官网手机版首页1f88娱城2官网手机版首页~1963)

1881年5月11日生于匈牙利布达佩斯

1963年5月6日卒于德国亚琛

美籍匈牙利力学家

近代力学的奠基人之一

是钱学森、钱伟f88娱城2官网手机版首页长、郭永怀和林家翘的导师

美国华盛顿州的Tacoma Narrow桥,于1940年7月建成,全长:1810.2米,最大年夜跨度:853.4米。是当时天下上最长的悬索大年夜桥。1940年11月7日在42英里/小时(相称于20m/s)风速的感化下,导致桥面折断坠落到峡谷中。大年夜家来看看发生了什么吧。Question:

Tacoma Narrow桥的桥面是水平的,风也是水平吹过来的,为什么会发生上述旋转的摆动,导致着末桥的坍塌呢?

Answer:

因为在风的感化下孕育发生的卡门涡街,涡感化今后使得桥面周期性呈现高低的感化力。

如上图所示,把桥作为一个横断面,风沿着水平偏向吹过来,为什么却呈现了旋转摆动的环境?实际上,这是因为在桥面的上流线颠末的历程中横断面上边孕育发生了一个涡,这个涡脱离今后,另一边又孕育发生了一个涡,这些涡高低交替呈现,使得桥赓续的摆动,并且摆的幅度越来越大年夜,当和桥的共振频率、旋转频率同等时,桥就会呈现旋转摆动的环境。这便是闻名的卡门涡街。

卡门涡街定义

卡门涡街是流体力学中紧张的征象,在自然界中常可碰到。在必然前提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扭转偏向相反排列规则的双列线涡,颠末非线性感化后,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。卡门涡街的图片十分漂亮,无意偶尔可算作为艺术品来欣赏。

举个例子,下图一个轴对称的圆形物体受到风的感化,假如风的速率小于某个值,它的流线如下图(a)所示;跟着流速的增大年夜在它的尾部呈现了一个气流的涡旋(如下图(b)),这个涡旋会脱落,每次脱落的时刻它都邑交替的呈现,尾部的涡在脱落的历程造成的负压力呈现周期性的变更,着末呈现下图(d)(e)的环境。

着实生活中常用的对象就能f88娱城2官网手机版首页察看到卡门涡街,只必要一个吹风机和一个小纸条就能够做到(具体演示可见视频),步骤如下:

① 首先,把小纸条在无风处竖直放置,察看到纸片是静止的。

② 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,先将纸片放离吹风口远一点的位置,纸片照样基础静止的;逐步接近风口,因为实验存在偏差,纸片会有一点微小的摆动,然则纸片的振幅不会太大年夜。由此可以察看到当风速对照低时,纸片基础上照f88娱城2官网手机版首页样静止的。

③ 着末,把吹风机打到高风速挡,这个时刻可以察看到纸片中部振幅颠簸大年夜,背面尾巴会显着摆出,这也便是卡门涡街。

如图卫星拍摄到的大年夜气中的卡门涡街

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