카르만 와류 현상이란 무엇인가요?

카르만 소용돌이 거리는 유체역학에서 중요한 현상이다.

카르만 소용돌이 거리는 자연에서 자주 발생합니다. 일정한 흐름이 특정 조건에서 특정 물체 주위를 지나갈 때 반대 방향으로 규칙적으로 배열된 이중 열이 물체의 양쪽에서 주기적으로 떨어집니다. 비선형 효과 이후 선 소용돌이는 카르만 소용돌이 거리를 형성합니다. 예를 들어 교각을 통해 흐르는 물과 타워, 굴뚝, 전선 등을 통해 부는 바람은 카르만 소용돌이 거리를 형성합니다. 카르만 와류 거리에는 매우 중요한 응용 분야가 있으므로 연구 이력과 관련 응용 분야를 이해하는 것이 필요합니다.

특정 조건에서 일정한 흐름이 특정 물체 주위를 지나갈 때 물체의 양면은 주기적으로 반대 방향으로 회전하는 소용돌이를 발산하며 규칙적인 이중 열로 배열됩니다. 처음에는 두 줄의 선형 소용돌이가 자체 운동을 유지하다가 서로 간섭하고 서로 끌어당기며 간섭이 점점 커지면서 소위 소용돌이 거리를 형성합니다.

Karman 소용돌이 거리의 적용:

사실 모든 Karman 소용돌이 거리가 불행한 사고를 일으키는 것은 아니며 매우 성공적인 응용도 있습니다. 예를 들어, 산업계에서 널리 사용되고 있는 카르만 와류 유량계(Karman vortex flowmeter)는 카르만 와류 현상을 이용하여 제작된 유량계이다. 와류 발생체가 유체에 수직으로 삽입되면 유체가 발생체를 우회할 때 카르만 와류 거리가 형성되며, 특정 조건이 충족되면 비대칭 와류 배열이 안정적으로 유지될 수 있습니다.

Karman 와류 유량계에는 많은 장점이 있습니다. 액체, 가스 및 증기의 흐름을 측정할 수 있으며 정확도는 ±1%(표시 값)에 도달할 수 있으며 구조가 간단하고 움직이는 부품이 없습니다. 내구성이 뛰어나며 구성 요소가 발전기에 포장되어 있으며 감지 구성 요소가 매체와 접촉하지 않으며 작동 온도가 최대 400°C에 도달할 수 있습니다. 자동 조정 기능이 있으며 소프트웨어를 사용하여 파이프라인 소음을 자동으로 조정할 수 있습니다.