回顾“三大失败”工程:损失很惨重,有何“意料之外”的效果?

工程师认为由于桥梁的某一侧面十分坚固，不允许风穿过桥面，因此当时每小时68公里的大风使得桥梁开始随风摇摆出现卡门涡街现象。大桥因为垮塌失去了作用，于是就这样被拆除。塔科马海峡大桥结构考虑到这是第一座使用实心工字梁作为道路甲板支撑的悬索桥，其他桥梁在设计时会加入桁架以应对风面，所以这座大桥的失败其实也...

风没多大,楼却晃得厉害:是这种物理现象在作怪?

最经典的例子是短命的美国塔科马吊桥,1940年才通车4个月的大桥借风势荡了下秋千,啪一下就没了。1940年塔科马吊桥倒塌|图源:Wikipedia这个案例过去还被写进了教科书,作为卡门涡街的范例。然而,后来的研究者发现,事故发生时的涡旋频率和吊桥固有频率并不满足共振条件,导致吊桥倒塌的更可能是高风速引发的颤振。

科学网—卡门与卡门涡街的“偶遇”

需要警惕的是,卡门涡街也可能带来很多严重的危害,例如美国华盛顿州塔科马海峡吊桥崩塌事件便是由卡门涡街导致的。该吊桥于1940年7月1日建成后首度通车,但遗憾的是,当年的11月7日,风速达到了大约19米每秒,大桥出现了异常的剧烈颠簸,刚刚运行四个多月的大桥轰然倒塌。根据调查结果,这起事件的元凶便是卡门涡街引起的振...

虎门大桥抖动,应是卡门涡街惹的祸!

据网友和新闻说当时风速很大,估计是风导致涡激振动。历史上对风致桥梁振动研究最早的例子是1940年美国塔科玛峡谷桥。下面视频是当时录像。1940年,美国华盛顿州的塔科玛峡谷上花费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...

是什么导致了虎门大桥振动,卡门涡街?

卡门涡街发现者冯·卡门(TheodorevonKármán1881~1963)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、钱伟长、郭永怀和林家翘的导师美国华盛顿州的TacomaNarrow桥,于1940年7月建成,全长:1810.2米,最大跨度:853.4米。是当时世界上最长的悬索大...

风没多大,楼却晃得厉害,可能是这种好看的物理现象在作怪

不止是卡门涡街,还有大风带来的颤振(aeroelasticfluttering)也会威胁建筑物(www.e993.com)2024年11月24日。最经典的例子是短命的美国塔科马吊桥,1940年才通车4个月的大桥借风势荡了下秋千,啪一下就没了。1940年塔科马吊桥倒塌|图源:Wikipedia这个案例过去还被写进了教科书,作为卡门涡街的范例。然而,后来的研究者发现,事故发生时的涡旋频...

FIE | 前沿研究:微通道中甲烷-氧气扩散“火焰街”的动态建立过程

扩散“火焰街”(Flame-street)现象是其中一个非常有趣的例子:火焰在狭窄通道中以数个微团的形式沿着混合层独立存在,呈现出“长条”状或“弯勾”状形态。热膨胀效应作用下火焰微团的离散分布使得流场速度与流线周期性地增大/减小与发散/聚合,从某种意义上与“卡门涡街”的特征类似,这也是“火焰街”的命名由来。

望远镜的“穿堂风”

虎门大桥振动事件便是空气流动危害设备安全的例子之一。望远镜的圆顶通常为圆柱形,而流体在一定条件下经过圆柱体时会产生卡门涡街[7],对物体产生如图10所示的周期性作用力,造成物体一定程度的损坏。图10圆柱绕流现象的仿真卡门涡街是流体力学中一个重要的现象,在自然界中常可遇到。图11是位于大西洋的西班牙加那利群...

一种新的科学观:复杂性带来的真正挑战是什么?| 展卷

湍流现象,在气体、液体中比比皆是,空气动力学里有一个“卡门涡街”,跟这个意思是一样的。比方说飞机、汽车为什么要做风洞试验,就是为了找到它的雷诺数(一种可用来表征流体流动情况的无量纲数,以Re表示,Re=ρvd/η,其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度)是多少。因为机翼,或者说流线...

让虎门大桥持续抖动的到底是什么?风真能吹塌一座桥吗?释疑来了

生活中流体的这种现象其实非常普遍,如桥墩的后面不适合游泳,就是卡门涡街导致的。共振:物体在特定频率下,相比其他频率以更大的振幅做振动的情形,这个特定频率称之为共振频率。19世纪初,一队法国士兵在指挥官的口令下,迈着整齐划一的步伐通过一座大桥。快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,许多...