旋涡脱落频率是指在流体力学中,旋涡从物体表面周期性脱落的频率。这个现象在诸如桥梁、建筑物和其他结构物在流体(如风或水流)中时非常常见。旋涡脱落的频率会随着风速变化,并且与结构的形状有关。当脱落频率接近结构的自有频率时,可以发生共振现象,导致结构的振动。
斯特劳哈尔数(Strouhal number, St)是一个无量纲数,用于描述周期性非定常流动现象,特别是在旋涡脱落研究中非常重要。斯特劳哈尔数定义为旋涡脱落频率(f)与流速(U)及特征长度(L,例如物体的直径或宽度)的比值,即 St = fL/U。它是一个表征流动周期性的相似准则,用于研究涡街、旋翼、螺旋桨和颤振等现象。
斯特劳哈尔数在计算流体力学和结构工程中非常重要,因为它帮助工程师预测和分析结构物在流体作用下的行为,如涡激振动。了解斯特劳哈尔数可以优化设计,以减少振动和噪音,提高结构的稳定性和安全性。
图片来源:旋涡脱落现象
图片来源:斯特劳哈尔数
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