要想完全理解涡振现象,首先要搞清楚这里面牵扯的两个重要的物理概念,一个叫作卡门涡街,一个叫作共振。
卡门涡街:是指在一定条件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旋转方向相反、排列规则的双列线涡。
定义看不懂?说得通俗一点:一个排球扔到空中,风从左向右吹拂。风遇到排球后,被排球分开,之后会在排球的右侧再次汇合,如果风力较大的情况下,在排球的右侧,风来不及汇合起来,就会出现漩涡。这个漩涡就是卡门涡街。
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,许多官兵和市民丧生。
人走路踩地的力量显然是不会把桥踩塌了的,那么为什么会发生这种事情呢?这是因为部队这么多人齐步走的步调频率刚好与桥梁的自有频率吻合,造成了共振,最终坍塌。在这之后,军队通过桥梁都不允许用统一的步伐前进,以避免共振。
军训时如果过桥,教官一定会命令便步走
到这里就可以解释虎门大桥抖动的原因:当天出现的特定风环境,在桥的主梁上形成了卡门涡街,这个涡街的振动频率刚好跟桥本身的自有频率接近,所以产生了涡振现象,桥就跟着抖动起来了。
“罪魁祸首”水马起了什么作用?
水马是一种用于分割路面或形成阻挡的塑制壳体障碍物,通常是上小下大的结构,上方有孔以注水增重。就长这样: