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卡門渦街(jiē)是流體力學中重要的(de)現象。 在自然界中常可(kě)遇到，在一定條件下(xià)的(de)定常流繞過某些物(wù)體時(shí)，物(wù)體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、排列規則的(de)雙列線渦，經過非線性作用(yòng)後，形成卡門渦街(jiē)。 如水(shuǐ)流過橋墩，風吹過高(gāo)塔、煙(yān)囪、電線等都會形成卡門渦街(jiē)。 馮·卡門（Theodore von Kármán 1881~1963 超聲速時(shí)代之父）是美(měi)藉匈牙利力學家，近代力學的(de)奠基人(rén)之一，1881年5月(yuè)11日生于匈牙利布達佩斯，1963年5月(yuè)6日卒于德國亞琛。
哈依門茲做(zuò)好了(le)水(shuǐ)槽，但出乎意外的(de)是在進行實驗時(shí)，發現在水(shuǐ)槽中的(de)水(shuǐ)流不斷地發生激烈的(de)擺動。
Ø周末，馮·卡門用(yòng)粗略的(de)運算(suàn)方法，試計算(suàn)了(le)一下(xià)渦系的(de)穩定性。他(tā)假定隻有一個(gè)渦旋可(kě)以自由活動，其他(tā)所有的(de)渦旋都固定不動。然後讓這(zhè)一渦旋稍微移動一下(xià)位置，看看計算(suàn)出來(lái)會有什(shén)麽樣的(de)結果。
u馮·卡門得(de)到的(de)結論是：如果是對(duì)稱的(de)排列，那麽這(zhè)個(gè)渦旋就一定離開它原來(lái)的(de)位置越來(lái)越遠(yuǎn)；而對(duì)于反對(duì)稱的(de)排列，雖然也(yě)得(de)到同樣的(de)結果，但當行列的(de)間距和(hé)相鄰渦旋的(de)間距有一定比值對(duì)，這(zhè)渦旋卻停留在它原來(lái)位置的(de)附近，并且圍繞原來(lái)的(de)位置作微小的(de)環形路線運動。
u馮·卡門自己後來(lái)在書(shū)中寫道：“我并不宣稱，這(zhè)些渦旋是我發現的(de)。早在我生下(xià)來(lái)之前，大(dà)家已知道有這(zhè)樣的(de)渦旋。
u我最早看到的(de)是意大(dà)利Bologna教堂中的(de)一張圖畫(huà)。圖上畫(huà)著(zhe)St.Christopher抱著(zhe)幼年的(de)耶稣涉水(shuǐ)過河(hé)。畫(huà)家在Christopher的(de)赤腳後面，畫(huà)上了(le)交錯的(de)渦旋。”
u馮·卡門自己後來(lái)在書(shū)中寫道：“我并不宣稱，這(zhè)些渦旋是我發現的(de)。早在我生下(xià)來(lái)之前，大(dà)家已知道有這(zhè)樣的(de)渦旋。
u我最早看到的(de)是意大(dà)利Bologna教堂中的(de)一張圖畫(huà)。圖上畫(huà)著(zhe)St.Christopher抱著(zhe)幼年的(de)耶稣涉水(shuǐ)過河(hé)。畫(huà)家在Christopher的(de)赤腳後面，畫(huà)上了(le)交錯的(de)渦旋。”
u1940年，美(měi)國華盛頓州的(de)塔科瑪峽谷上花費640萬美(měi)元，建造了(le)一座主跨度853.4米的(de)懸索橋。建成4個(gè)月(yuè)後，于同年11月(yuè)7日碰到了(le)一場(chǎng)風速爲19米/秒的(de)風。雖風不算(suàn)大(dà)，但橋卻發生了(le)劇烈的(de)扭曲振動，且振幅越來(lái)越大(dà)（接近9米），直到橋面傾斜到45度左右，使吊杆逐根拉斷導緻橋面鋼梁折斷而塌毀，墜落到峽谷之中。
u當時(shí)正好有一支好萊塢電影(yǐng)隊在以該橋爲外景拍(pāi)攝影(yǐng)片，記錄了(le)橋梁從開始振動到最後毀壞的(de)全過程，它後來(lái)成爲美(měi)國聯邦公路局調查事故原因的(de)珍貴資料。人(rén)們在調查這(zhè)一事故收集曆史資料時(shí)，驚異地發現：從1818年到19世紀末，由風引起的(de)橋梁振動己至少毀壞了(le)11座懸索橋。
u馮·卡門1954年在《空氣動力學的(de)發展》一書(shū)中寫道：塔科瑪海峽大(dà)橋的(de)毀壞，是由周期性旋渦的(de)共振引起的(de)。
u設計的(de)人(rén)想建造一個(gè)較便宜的(de)結構，采用(yòng)了(le)平钣來(lái)代替桁架作爲邊牆。不幸，這(zhè)些平钣引起了(le)渦旋的(de)發放，使橋身開始扭轉振動。這(zhè)一大(dà)橋的(de)破壞現象，是振動與渦旋發放發生共振而引起的(de)。
u20世紀60年代，經過計算(suàn)和(hé)實驗，證明(míng)了(le)馮·卡門的(de)分(fēn)折是正确的(de)。塔科瑪橋的(de)風毀事故，是流體流經邊牆時(shí)，産生了(le)卡門渦街(jiē)；
u卡門渦街(jiē)後渦的(de)交替發放，會在物(wù)體上産生垂直于流動方向的(de)交變側向力，迫使橋梁産生振動，當發放頻(pín)率與橋梁結構的(de)固有頻(pín)率相耦合時(shí)，就會發生共振，造成破壞。
u實際上，卡門渦街(jiē)并不全是會造成不幸的(de)事故，它也(yě)有很成功的(de)應用(yòng)。
Ø比如己在工業中廣泛使用(yòng)的(de)卡門渦街(jiē)流量計（VSF），就是利用(yòng)卡門渦街(jiē)現象制造的(de)一種流量計。
u它将渦旋發生體垂直插入到流體中時(shí)，流體繞過發生體時(shí)會形成卡門渦街(jiē)，在滿足一定的(de)條件下(xià)，非對(duì)稱渦列就能保持穩定。
u渦街(jiē)流量計（VSF）是20世紀中期發展的(de)流量計，它具有以下(xià)一些特點：
Ø可(kě)得(de)到與流量成正比的(de)頻(pín)率輸出信号；
Ø被測流體本身即爲振動體，故無機械可(kě)動部件；
Ø幾乎不受流體組成、密度、粘度、壓力等因素的(de)影(yǐng)響，适用(yòng)介質範圍廣；
Ø精度高(gāo)（理(lǐ)論上可(kě)達到0.1%）；
Ø與節流流量計相比它的(de)壓力損失小流量量程比寬（理(lǐ)論上可(kě)超過 38 ：1 ）。
u實際上，卡門渦街(jiē)并不全是會造成不幸的(de)事故，它也(yě)有很成功的(de)應用(yòng)。
Ø比如己在工業中廣泛使用(yòng)的(de)卡門渦街(jiē)流量計（VSF），就是利用(yòng)卡門渦街(jiē)現象制造的(de)一種流量計。
u它将渦旋發生體垂直插入到流體中時(shí)，流體繞過發生體時(shí)會形成卡門渦街(jiē)，在滿足一定的(de)條件下(xià)，非對(duì)稱渦列就能保持穩定。
u由于以上的(de)優點，在渦街(jiē)問世之初，受到了(le)國内外流量工作者的(de)廣泛重視，并被看成新一代流量計的(de)發展趨勢。
Ø但是，由于當時(shí)電子及計算(suàn)機發展水(shuǐ)平的(de)限制，渦街(jiē)流量計的(de)實際水(shuǐ)平一直差強人(rén)意，并沒有得(de)到很好地發展。
u總的(de)來(lái)看，目前渦街(jiē)流量計主要存在有抗震性差、量程比不夠寬（特别是小流量計量不準）、适用(yòng)介質有一定的(de)限制等缺點，這(zhè)也(yě)是阻礙渦街(jiē)發展應用(yòng)的(de)主要問題所在，怎樣提高(gāo)渦街(jiē)的(de)整體性能，提高(gāo)渦街(jiē)的(de)可(kě)靠性是渦街(jiē)發展應用(yòng)中的(de)根本問題。
u渦街(jiē)發生體、檢測元件、信号處理(lǐ)放大(dà)電路組成
Ø以三角型發生體爲最佳型體
Ø旋渦發生體兩側交替地産生有規律的(de)旋渦 ，随介質流量增大(dà)頻(pín)率增大(dà)，同時(shí)旋渦的(de)力度也(yě)增強，并且研究表明(míng)旋渦力度的(de)大(dà)小與旋渦頻(pín)率的(de)平方成正比增長(cháng)
u爲了(le)得(de)到旋渦的(de)頻(pín)率，從而計算(suàn)出流體流量，需要使用(yòng)檢測元件來(lái)測量。
Ø熱(rè)敏電阻
Ø應變片
Ø壓電晶體
Ø差動電容
Ø超聲波
u旋渦發生體
Ø能控制旋渦在旋渦發生體軸線方向上同步分(fēn)離
Ø在較寬的(de)雷諾數範圍内，有穩定的(de)旋渦分(fēn)離點，保持恒定的(de)斯特勞哈爾數
Ø能産生強烈的(de)渦街(jiē)，信号的(de)信噪比高(gāo)
Ø形狀和(hé)結構簡單，便于加工和(hé)幾何參數标準化(huà)，以及各種檢測元件的(de)安裝和(hé)組合
Ø材質應滿足流體性質的(de)要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化(huà)
Ø固有頻(pín)率在渦街(jiē)信号的(de)頻(pín)帶外
卡門渦街(jiē)流量計的(de)來(lái)曆和(hé)發展過程 來(lái)源/
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