שדרת הערבולים של פון קרמן


כל מה שרצית לדעת על שדרת הערבולים של פון קרמן:
שדרת הערבולים של פון קרמן (אנגלית: Kármán vortex street) היא מושג במכניקת הזורמים לתיאור דפוס חוזר של מערבולות המתרחשת כאשר זורם כגון מים או אוויר חולף על פני גוף קהה במהירות מסוימת, כתלות בגודל ובצורת הגוף.
בתופעה זו נוצרות שורות של מערבולות מכל צד (עם כיוונים מנוגדים) ובכך משתנה חלוקת הלחץ.
מערבולות אלו גורמות לכוחות מתחלפים לצידי הגליל וגורמים לו לרטוט.
אם התדירות מגיע לתדירות הטבעית של הגוף נקבל תהודה.
זוהי תופעה של תבנית חוזרת של מערבולות הנגרמות על ידי הפרדת זרימה של נוזל באמצעות גוף השקוע בנוזל.
הפרדות זרימה- מתרחשת כאשר שכבת הגבול מתקדמת בכיוון הפוך לגרדיאנט הלחצים.
מקור התופעה הוא בצמיגות הנוזל והתופעה תלויה במספר ריינולדס של הזורם וכן בעובי הגוף החשוף לזורם.
טווח מס' ריינולדס בו תתקבל התופעה ישתנה כתלות בגודל והצורה של הגוף היוצר את ההפרעה וצמיגות הנוזל (עבור גליל עגול 47 < R e < 10 5 {\displaystyle 47<Re<10^{5}} ).
התופעה הוסברה לראשונה על ידי המהנדס תיאודור פון קרמן ( Theodore von Kármán) בשנת 1912.
זרימה סביב גופים קהים במספרי ריינולדס גדולים מספיק גורמים ליצירת מערבולות בצורה מחזורית – זוהי תופעת שדרת הערבולים של פון קרמן.
ניתן לחזות בתופעה זו מאחורי קווי טלפון – הנשמעים כמו צלילים צורמים של רוח, מאחורי בניינים, ארובות וגופים קהים נוספים.
ניתן גם לחזות בהיווצרות מערבולות אחריי גופים הרחוקים מלהיות גליליים, למשל ליד הרים או ספינות.
תכונה אופיינית של שדרת הערבולים היא הדמיון הגאומטרי שלה, שהוא כמעט בלתי תלוי בגוף הקהה היוצר אותה.
מאפיין זה רומז לנו שצריך להיות קשר אנליטי בין מספר ריינולדס למספר סטרוהאל ומקדם הגרר.
כאשר מספר ריינולדס מתאר את תנאי השפה עם הגוף ומספר סטרוהאל ומקדם הגרר מתארים את פרמטרי הערבולים.
תופעת הערבולים של פון קרמן כפי שנצפתה מעל האי רובינזון קרוזו ליד צ'ילה.
האי יוצר הפרעה לרוחות וכך נוצרת התופעה.

נלקח מויקיפדיה

הגדרות נוספות הקשורות לשדרת הערבולים של פון קרמן:
מכניקת הזורמים