Kármánin pyörrerata

Animaatio sylinterimäisen kohteen muodostamasta pyörreradasta. Animaation tekijä: Cesareo de La Rosa Siqueira.

Virtausdynamiikassa Kármánin pyörrerata (tai von Kármánin pyörrerata) on toisiaan seuraavien pyörteiden aiheuttama kuvio, jonka aiheuttaa fluidin epävakaa virtaus kiinteän kohteen ympäri. Ilmiö on nimetty unkarilais-amerikkalaisen Theodore von Kármánin mukaan.[1] Ilmiö aiheuttaa jokapäiväisessä elämässä esiintyviä ilmiöitä, kuten sähkölinjojen soimisen tuulella ja autonantennin värisemisen joillain nopeuksilla. Tietyillä taajuuksilla pyörteet voivat synnyttää resonanssia rakennelmissa, minkä vuoksi niiden estäminen on tärkeää korkeissa ja hoikissa rakennelmissa. Pyörteet irtoavat kappaleen sivuilta vuorotellen kummaltakin puolelta aiheuttaen virtauksen suuntaan nähden poikittaisen harmonisen voiman. Vaaralliseksi se voi tulla silloin, kun syntyy resonanssitilanne, jossa pyörteiden irtoamistaajuus tulee samaksi kuin rakenteen ominaistaajuus. [2] Tähän tarkoitukseen käytetään esimerkiksi savupiippujen ympärillä ruuviviivoja, jotka sekoittavat ilmavirtauksia ja estävät pyörrevirtauksia.[3] Hyvin korkeissa piipuissa ruuviviivoja ei voi käyttää niiden tuulikuorman takia, vaan vaimennus on suoritettava massa- tai impulssivaimentimilla.[2]

Kármánin pyörrerata nähtynä alapuolelta. Mojaven aavikko, USA
Landsat-kuva tuulten aiheuttamasta pyörreradasta Juan Fernándezin saarten luona
Trooppinen hirmumyrsky Prapiroon ja Kármánin pyörrepolku Jeju-saarten luona 18 lokakuuta 2012.
Savupiippuihin lisättyjä ruuviviivoja poistamassa pyörteiden aiheuttamia värähtelyjä.
Länsituulten puhaltaman tuulen aiheuttama Kármánin pyörrerata Beerenbergin tulivuoren ohi Jan Mayenin eteläpuolella Norjanmerellä

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ Theodore von Kármán, Aerodynamics. McGraw-Hill (1963): ISBN 978-0-07-067602-2. Dover (1994): ISBN 978-0-486-43485-8.
  2. ↑ a b Tuomo Kärnä, Ilkka Hakola, Juha Juntunen & Erkki Järvinen: Savupiipun impaktivaimennin 2003. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Viitattu 22.4.2014.
  3. ↑ Mikä on Karmanin kierre?

Aiheesta muualla

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Kármánin pyörrerata.
  • Kärnä, T: Tuulen aiheuttamien värähtelyjen hallinta (Contolling techniques for wind-induced vibrations). Rakennustekniikka (The Finnish Civil Engineering & Construction journal), 2001, nro 5, s. 20–23. Artikkelin verkkoversio (Pdf). (Arkistoitu – Internet Archive)
  • Tuomo Kärnä, Ilkka Hakola, Juha Juntunen & Erkki Järvinen: Savupiipun impaktivaimennin 2003. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Viitattu 22.4.2014.