
小編的話:5月5日,「虎門大橋」發生異常抖動登上熱搜,部分專家認為:「對虎門大橋進行維護時安裝了水馬,影響了風的運動,才讓大橋發生了渦振。」渦振是渦激振動的簡稱。100年前,著名空氣動力學家、錢學森的導師馮.卡門發現了流體通過阻流體時,會形成交替漩渦的現象,稱為「卡門渦街」,「卡門渦街」激發阻流體的振動,這就是渦振。渦振可以是有益的也可以是有害的,人們利用渦振可以製造風弦琴、流速計,但是持續強烈的渦振也會影響建築物安全,例如1940年,美國「塔科馬大橋」經過4個月的渦振之後,大橋發生顫振並最終倒塌!

這張照片上的三個人,從左至右分別是德國科學家路德維希·普朗特、錢學森、西奧多·馮·卡門,普朗特是馮·卡門的博士生導師,馮·卡門又是錢學森的博士生導師。馮·卡門教授曾如此評價學生錢學森:「他36歲時已是無可置疑的天才!他的工作大大促進了高速空氣動力學和噴氣推進科學的發展。錢常喜歡到我家做客。由於他饒有風趣的見解和誠摯率直的風度,我的妹妹總是很歡迎他的到來。他的豐富的想像力和各種新穎的思想,使我們為之傾心。」

5月5日下午,正值「五一」假期返程高峰,作為珠江口東西兩岸交通咽喉要道的「虎門大橋」發生大幅度抖動,根據現場監控和車友提供視頻,「虎門大橋」橋面如波浪般上下起伏,對行車安全產生不良影響,這一現象經網絡傳播,立即引發廣泛關注,人們都很關心事發時橋面車輛和人員是否安全。而在前不久的4月26日下午,「武漢鸚鵡洲大橋」也出同樣出現了橋梁渦振,引發公眾對「橋梁渦振現象」的關注,橋梁渦振現象的背後,是「卡門渦街效應」在作祟。「卡門渦街效應」由美籍匈牙利裔流體力學大師馮·卡門發現,美國「塔科馬海峽大橋倒塌事故」調查是「卡門渦街效應」經典應用和體現。

「美國宇航局」2009年5月公布了自1959年8月14日拍攝第一張衛星照片以來,所選出的「50年十佳地球衛星照片」,排為十佳照片第一張的就是「馮·卡門渦街」。馮·卡門是近代力學的奠基人之一,是我國著名科學家錢學森、錢偉長、郭永懷以及美籍華人科學家林家翹在「美國加州理工學院」時的導師。「卡門渦街」是流體力學中重要的現象,在自然界中常可遇到。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,經過非線性作用後,形成「卡門渦街」,如水流過橋墩,風吹過高層樓廈、電視塔、煙囪、電線等都會形成「卡門渦街」。

「虎門大橋」的虎軀一震,讓無數第一時間在現場記錄的小視頻在網際網路上快速傳播,驚動了全國網友的心。除了專家和官方進行解讀外,各路網紅老師們也紛紛上線科普,網紅「物理雷老師」用動畫演示了阻流體(橋)如何導致流體左右剝離,由於細微的差異而使阻流體左右兩邊的瞬間速度不同,瞬間收穫了1569萬的播放量。而網紅李永樂老師也發布視頻表示:「專家分析是虎門大橋抖動是特定的風環境下發生的橋梁渦振現象。建築與風發生共振是一個必須充分考慮的問題!」
