Von Karmana wir nawa jest okresowe zjawisko z wirów powodowanych przez niestabilne rozdzielania opływu słabo profilowane ciała. Ścieżkę wirową można zaobserwować tylko w określonym przedziale liczb Reynoldsa , zwykle między systemem wirów przymocowanym do przeszkody a turbulencją .
Odwrotnej alei Karmana to seria wirów przeciwbieżnych. Te cząstki obrazu velocimetry przedstawia zjawisko to generowany przez bicie płetwy ogonowej w ryby zasadniczo zakrzywioną tej płetwy (tuńczyk, gniazda), który powoduje wsteczny strumień płynu dąży do ich napędu.
Kiedy wir się odrywa, wokół ciała tworzy się asymetryczny przepływ, który zmienia rozkład ciśnień. Oznacza to, że naprzemienne oddzielanie wirów może powodować okresowe unoszenie się tego ciała , powodując wibracje . Jeśli częstotliwość separacji jest bliska częstotliwości własnej konstrukcji , powoduje to rezonans . To właśnie ta wymuszona wibracja, przy odpowiedniej częstotliwości, powoduje, że linie energetyczne lub telefoniczne „śpiewają”, zwiększają wibracje anten samochodowych przy określonych prędkościach, a także są odpowiedzialne za bicie żaluzji weneckich, gdy przechodzi przez nie wiatr. W różnych problemach technicznych zjawisko to może mieć znacznie bardziej szkodliwe konsekwencje (drgania linek odciągów mostów wiszących, możliwość zerwania tych mostów, zawalenie się kominów itp.).
Alejki wirowe Von Karmana znikają z prędkością krytyczną, ale pojawiają się ponownie przy wyższej liczbie Reynoldsa (prawy obraz).
Najbardziej wystarczająco smukłe ciała będą prawdopodobnie emitować wirowe alejki Von Karmana i każdy może się tego upewnić, wykonując gwałtowne ruchy prętami o różnych przekrojach (przekrój kwadratowy lub okrągły).
Doświadczenie pokazuje, że częstotliwość odrywania się wirów f zależy zasadniczo od następujących wielkości:
Zgodnie z metodą opisaną w części Liczba bezwymiarowa , możemy następnie obliczyć częstotliwość według innych zmiennych według wzoru, który należy zapisać:
Przepisując wzór, widzimy, że liczba Strouhala jest funkcją liczby Reynoldsa .
Doświadczenie pokazuje, że w przypadku cylindra o przekroju kołowym funkcja ta jest, przy dobrym przybliżeniu, stała i równa 0,2 w zakresie Reynoldsa od 300 do 10000:
W szerszym zakresie formuła:
daje dobre przybliżenie w przedziale 250 <Re <2 × 10 5 (patrz liczba Strouhala ).
Anteny samochodowe:
Za anteną radia samochodowego wytwarzane są odłamki wirowe, które są zorganizowane w formie alei Von Karmana. Antena zaczyna wtedy wibrować, co powoduje hałas, który może wpływać na komfort pasażerów. Aby przezwyciężyć ten problem, obecnie anteny zawierają skręt drutu, który przerywa regularne tworzenie się naprzemiennych wirów, a tym samym zapobiega tworzeniu się charakterystycznego szumu.
Kominy przemysłowe: kominy
przemysłowe (zwłaszcza te wykonane z metalu, które są lżejsze) ze względu na swoją wysokość mogą być narażone na emisję destrukcyjnych wirów przemiennych (gdy tylko ich częstotliwość drgań własnych rezonuje z częstotliwością wydechu tych wirów). W celu „defederacji” odrywania się wirów, są one wyposażone w spiralny turbulator, który lokalnie wyzwala to odłączanie.
Turbulator spiralny zapobiegający emisji naprzemiennych wirów Bénarda Karmana za kominem.
Helical turbulator na antenie samochodowej.
Projekt turbulatora NASA dla księżycowego Saturna V.
Liczba Strouhala z izolowanych ulg, takich jak góry w zwykły lub wysp pozostaje dość blisko 0,2, pomimo złożoności zjawisk związanych w szczególności znaczenie stabilności (lub nie) w atmosferze, która jest nadal istotnym kryterium w meteorologii . Należy również zauważyć, że liczba Reynoldsa takich przepływów osiąga nietypowe wartości: biorąc pod uwagę prędkość wiatru na zdjęciu naprzeciwko 10 m / si wymiar poprzeczny wyspy jako 5000 metrów, otrzymujemy rzeczywiście „astronomiczną” średnicę Reynoldsa. liczba (lepiej byłoby pisać orograficznie ) 3,5 × 10 9 , znacznie większa niż kiedykolwiek będzie można wyprodukować w tunelu aerodynamicznym.
Ostatnie badania pokazują, że niektóre owady pobierają energię z wirów, które tworzą się wokół ich skrzydeł podczas lotu. Zwykle tworzenie wiru kosztuje energię (a tym samym opór ), ale owady te mogą odzyskać część tej energii, aby poprawić swoją prędkość i manewrowość . Obracają się ze skrzydłami przed tylną klapą, tak że ich skrzydła są unoszone przez wir ( eddy lub vortex , w języku angielskim ) utworzony przez trzepotanie w dół. Do płynów mechanika , że badania te złożone zjawiska nazywa się niepewnie .