卡门涡街-科普..doc

冯·卡门与卡门涡街 ? 王?振?东 ? 美国宇航局2009年5月公布了自1959年8月14日拍摄第一张卫星照片以来，所选出的50年十佳地球卫星照片，排为十佳照片第一张的是“冯·卡门涡街”，从而引起了人们对冯·卡门和卡门涡街的兴趣和关注。 冯·卡门（Theodore??von??Kármán??１８８１—１９６３）是美藉匈牙利裔力学家，近代力学的奠基人之一，是我国著名科学家钱学森、钱伟长、郭永怀，以及美藉华人科学家林家翘在美国加州理工学院时的导师。 卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到。在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街,如水流过桥墩，风吹过塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。 ? 50年十佳地球卫星照片的第一名 ? 美国宇航局2009年5月公布所选出的50年十佳地球卫星照片，排在十佳第一张的照片是“陆地卫星7号”2007年拍摄的以下这张图片，它展示了一排涡旋正在交替改变向前运行的方向，这正是“冯·卡门涡街”。当风或者洋流被岛屿挡住去路时，会出现这种图形。此图片中的这些卡门涡街，是当风吹过太平洋北部向东运行过程中，遇到阿留申群岛时形成的。 ??? 实际上，也还有另外一些卫星拍摄到了很清晰的卡门涡街照片。 2009年2月24日，来自北方的冷空气（可能是来自格陵兰的重力风）遭遇格陵兰海域上空的潮湿空气，在扬曼因（Jan?Mayen）岛附近上空形成了一排排的积云。扬曼因岛阻碍了风的行进，对天气也施加了影响。就像水流会分开绕过河里的巨石一样，吹来的风也会在扬曼因岛的北面分叉，然后在它的南面又再次汇拢。在扬曼因岛的下风处，当冷空气从岩石表面刮过时，形成了一连串螺旋状的涡旋，这也正是卡门涡街。在图片的左上角，可以看到一小片白雪覆盖的格陵兰岛的海岸线以及海冰。在靠近海岸线的地方还有许多巨大而不规则的浮冰漂浮着。这张照片是由美国宇航局卫星上的中等分辨率成像光谱仪拍摄的。 ?  ???? 还有两张卫星拍摄的照片，也很清楚地看到了卡门涡街，它们分别是在智利和日本的小岛后面形成的。 ?? ???? 这些卫星拍摄的卡门涡街照片，引起了人们对冯·卡门和卡门涡街进一步了解的兴趣。 ? 航空航天时代的科学奇才 冯·卡门1881年5月11日出生于匈牙利布达佩斯，父亲是布达佩斯大学的教育学教授，对冯·卡门的成长有很好的影响。冯·卡门６岁时就能对５位数的乘法略一思索就报出答案来。父亲对冯·卡门最大的帮助和培养是启发他对知识的好奇心。 1898年11月进了布达佩斯皇家工学院（布达佩斯工学院的前身），他的独立思考的能力，主要是在大学里向唐纳·班基教授学的，篇论文是在班基指导下完成的。这篇论文分析了发动机的一种常见故障——　　 ?????????????????? 第一次世界大战期间，冯·卡门应召为奥匈帝国服务4年。战后曾任匈牙利苏维埃共和国教育部大学副部长。以后他又回到德国亚琛工学院任教，担任亚琛空气动力学研究所所长。 ???1929年底起定居美国,任加州理工学院古根海姆空气动力学实验室主任。他使这所学院成为当时流体力学的研究中心和培训基地，并解决了航空工程许多技术问题。他还用力学方法解决了水埧裂缝、风车发电、天文台大型反射望远镜的转动等工程问题。他主持筹建美国喷气工程公司（后发展为喷气总公司），指导一批青年科学家从事火箭技术研究，最后建立了美国火箭技术中心——喷气推进实验室,这是美国第一个从事远程导弹、空间探索的研究单位，有很多重要的研究成果。 ?? ????冯·卡门被誉为“航空航天时代的科学奇才”，他在很多方面发挥了无可争辩的天才作用。航空学和宇航学上一些最光辉的理论、概念以他的名字来命名，月球上也有一个以冯·卡门命名的陨石坑。除理论研究外，航空史上引人注目的那些里程碑，如齐柏林飞艇、风洞、滑翔机和火箭——可以说20世纪一切实际飞行和模拟飞行的成功都跟他有着密切的关系。 冯·卡门先后作为德国亚琛工学院空气动力学研究所和美国加州理工学院古根海姆空气动力学实验室的领导，带领了两代科学家和工程师进入了科学技术的前沿领域，为航空和航天工程奠定了坚实的科学基础。他讲课条理分明，富有想象力，教学效果极好。冯·卡门培育出了大批杰出的人才,他的学生遍及五大洲，被誉称为“卡门科班”。 ?? 1963年2月18日上午，为了表彰冯·卡门对科学、技术和教育事业的杰出贡献，美国肯尼迪总统授予他美国第一枚科学勋章。按计划，肯尼迪总统要亲自向冯·卡门颁发勋章。当总统及其随从一到，来自世界各地的友人就向授勋地点拥去。双脚患关节炎的８１岁高龄的冯·卡门，摇摇晃晃走到台阶前时，好像由于疼痛难忍，突然停下来。这时，肯尼迪总统迅速赶上去一把将他扶住。冯·卡门抬起头来朝这位年轻的总统看看