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<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;卡門渦街是德國科學家馮·卡門從空氣動力學的的觀點于1911年提出的理論：在一定條件下的定常來流繞過某些物體時，物體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、排列規則的雙列線渦，經過非線性作用后，形成卡門渦街，本質上就是邊界層分離。

至于為什么沒有打開湍流模型，實際上卡門渦街的形成同雷諾數Re有關，當Re為50～300時，從物體上脫落的渦旋是有周期性規律的；當Re＞300時渦旋開始出現隨機性脫落；隨著Re的繼續增大，渦旋脫落的隨機性也增大，最后形成了湍流。

這種現象稱為卡門渦街流，渦流從物體兩側交替脫落，其頻率可預測。日常生活中我們經常會遇到這種現象，例如電話線上發出的聲音以及汽車無線電天線在氣流中的振動。從工程的角度而言，重要的是預測流體在不同流速時的振動頻率，從而避免固體結構振動時與渦脫落產生共振。

在鈍體兩側形成的交替渦流的重復模式稱為卡門渦街，渦流脫落效應稱為馮卡門效應。 渦街流量計設計 渦街流量計的主要部件是： 虛張聲勢 鈍體是垂直于管道軸線放置的非流線型物體。管道通常由不銹鋼制成。通過管道，流體圍繞阻流體流動。如前所述，渦流的頻率與介質的速度成正比。該渦流脫落頻率用于確定體積質量流量。

因為兩排交錯排列的漩渦像街道兩旁的路燈，所以人們將這個現象稱為“卡門渦街”。你可能不認識馮·卡門，但他有一位學生你肯定認識：錢學森。如今，卡門渦街已成為流體力學的象征，無論是數米的飛機機翼還是數千米的大橋甚至大洋中的島嶼都有卡門渦街的身影。

簡單搜索一下"渦激振動"、"卡門渦街"和"塔科馬大橋"，就會發現"卡門渦旋誘發了結構失穩，顫振是塔科馬大橋倒塌的原因"這一描述。當流體在障礙物周圍流動時，會發生周期性的渦脫落，這就產生了所謂的渦街。由于馮·卡門（美國航天之父，錢學森的導師）最先研究該現象，故被命名為卡門渦街。卡門渦街在自然界中經常出現，經典的圓柱障礙物卡門渦街數值模擬，對理解卡門渦街對各種技術應用很有意義。

如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等，都會形成卡門渦街。因為渦街是由卡門提出的，所以又叫卡門渦街。中國力學標桿性人物錢學森、郭永懷和錢偉長都在卡門實驗室工作過。 如果渦街的交替脫落頻率與物體的聲學駐波頻率相重合，還會出現共振。

卡門渦街是流體力學中重要的現象，在自然界中?？捎龅?，在一定條件下的定常流體繞過某些物體時，物體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、排列規則的雙列線渦，經過非線性作用后，形成卡門渦街。如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街。常用的CFD軟件中都會用卡門渦街作為基準測試建立標準算例。

最終，從效率和導水機構、葉片、尾水管等水輪機關鍵部件等CFD計算結果來看，效率符合水輪機外特性曲線，在小開度下易脫流并產生卡門渦街。

圓柱繞流隨著雷諾數的增加，這種類型的流動會形成卡門渦街，這是一個沒有溫度變化的 CFD 驗證的基準示例。使用圓柱直徑作為計算圓柱周圍流動的雷諾數的特征長度。，材料屬性是恒定的（這對于其他障礙物也是類似的）。當雷諾數處于較大的范圍內時，障礙物后面的流場會形成周期性的漩渦，如下面的例子所示。 時的靜止速度場。流動是真正的層流并且有固定解。

</p><p>本案例建立了一叉型懸臂梁結構模型，并基于COMSOL軟件的流-固耦合方法模擬了叉型懸臂梁渦街振動過程，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202302/4ba065906b50463db1641ac8652bb607.gif" alt="Untitled.gif"></p><p class="ql-align-center

第二種，渦街式流量計，基于流體力學上最經典的現象，卡門渦街。當流體流過一個物體時，物體兩側會周期性地出現并脫落旋轉方向相反、排列規則的旋渦。旋渦會產生振動，且脫落頻率和流體的速度直接相關。那么此時只需要在物體下游放一個振動傳感器，來檢測旋渦頻率，就能反推得到流體的速度。渦街流量計沒有運動部件，也很耐用。

最終，從效率和導水機構、葉片、尾水管等水輪機關鍵部件等CFD計算結果來看，效率符合水輪機外特性曲線，在小開度下易脫流并產生卡門渦街。

測量原理 渦街流量計利用卡門渦街原理，在流體中安放旋渦發生體，流體在旋渦發生體下游兩側交替地分離釋放出兩列有規律的交錯排列的旋渦，在一定雷諾數范圍內，該旋渦的頻率與旋渦發生體的幾何尺寸

t=t0+0.21s 圖5 不同時刻喇叭口進口氣流矢量分布 對P4和P5兩點即壓力脈動最為劇烈的喇叭口進口區域的流場流動狀態進行分析，圖5是某時刻t0以及其后0.21s時間段內喇叭口進口處的流場分布，從圖中可以看到，P4點位于風機輪轂尾翼后緣處，而氣流從進口通過葉輪輪轂的時候會發生繞流，在輪轂后緣容易有卡門渦街的出現

左邊的卡門渦街的例子顯示計算時間減少了40%，而潰壩的例子顯示計算時間減少了60%。 拓撲優化的增強 通過這一改進，可以使用新的目標函數，如體積流量、平均表面溫度、速度、溫度或表面溫度的不均勻度。限制體積流量不僅對流量優化有用，而且對熱優化也有用，因為它可以根據各種熱源的布局實現多個出口之間的最佳流量分配。