流体绕曲面运动时，很容易产生边界层分离这与涡街流量计旋涡列的稳定性有关，尤其是绕流体为不良的流线型柱体时，旋涡分离会更加强烈。 根据实验观察，当流体绕过非流线型柱体时，由于边界层的不稳定性，使流动分离产生的旋涡有一定的规律。当雷诺数较高时，旋涡在柱体的某一侧形成并分离时，则另一侧就不可能形成旋涡，而只为旋涡形成与分离作准备。只有当某一侧旋涡离开柱体一定距离后，另一侧才可能形成旋涡，于是在柱体两侧形成交替的，有规律的旋涡列，这就是涡街，即涡街流量计。 斯特劳哈尔首次用实验方法发现阻流体后方尾流的涡动具有周期性规律之后，事隔30多年，卡曼通过大量实验，观察涡街的稳定性，并发现两列旋涡间隔距离与同一列旋涡的间距存在一个恒定的比例。当流速不变时，尾流中旋涡频率实际上保持稳定。他从数学上推导证明涡街稳定的条件，得出以下重要结论： （1）单一旋涡列是不稳定的； （2）对称排列的两旋涡列也是不稳定的； （3）交替排列的两旋涡列，若上列旋涡顺时针旋转，而下列旋涡逆时针旋转，由于旋涡之间的相互作用，通常也是不稳定的。只有当着两列旋涡排列满足一定条件才是稳定的。 |