国庆假期小知识：旗帜为何会迎风飘扬

国庆节要来辣，假期快乐！

你看那满街飘扬的国旗，有没有想过，旗帜为啥会摆动？

直觉告诉我们，均匀的空气流过对称的物体，似乎不应产生非对称的摆动啊！

1911年，有人产生过相同的疑问。

著名物理学家普朗特，交给博士生卡尔·希门兹一个任务：建造一个水道，以观察水稳定流过圆柱时的流动分离。

任务很简单。但希门兹吃惊的是，水道中的流动很难稳定，振荡十分剧烈。

他将这一情况报告给普朗特，导师告诉他：“很明显，你的圆柱不够圆。”

然而，即使对圆柱进行了非常仔细的打磨，流动仍然振荡。

接着，普朗特又告诉希门兹可能因为槽道不对称。但无论如何调整，震荡都未改善。

这时，普通人和天才的区别就出现了。你可能还在嘀咕物理学不存在了，但普朗特的助教冯·卡门却意识到：也许震荡并非偶然，而是由内在原因决定的。

经过严谨的计算推导，冯·卡门发表了论文：《关于运动物体在流体中所受阻力的机理》。

论文证明，流体流过圆柱等物体后，会在其后方产生两排旋涡串，并且两排旋涡还是交错排列，而非对称。

这篇论文成为冯·卡门的成名作，奠定了他在流体力学领域的地位。

因为两排交错排列的漩涡像街道两旁的路灯，所以人们将这个现象称为“卡门涡街”。

你可能不认识冯·卡门，但他有一位学生你肯定认识：钱学森。

如今，卡门涡街已成为流体力学的象征，无论是数米的飞机机翼

还是数千米的大桥

甚至大洋中的岛屿

都有卡门涡街的身影。

此现象也能通过天洑智能热流体仿真软件AICFD模拟：

空中那迎风飘扬的旗帜，用卡门涡街解释：空气流过旗杆及旗帜前缘，在后面产生交错排列的脱落涡，柔软的红旗在这些涡中翩翩起舞。

卡门涡街可能有害，它会产生振动，盖大楼建大桥修烟囱都要考虑这些振动，防止发生共振。

它也可能有用，你可利用这个振动做一个涡街流量计。通过检测振动频率，反推得到流动速度。

假期小知识传达完毕，祝大家国庆节玩得开心！