冯·卡曼（VonKármán）的漩涡：关于旋流，不对称流动模式的关键数学见解

时间：2022-05-31 16:25:07 来源：

2020年12月20日。（单击图像可查看高分辨率。）

在晴朗的日子里，在佛得角（佛得角）较平坦的岛屿中，福戈（Fogo），圣安东尼（SantaAntão）和圣尼科劳（SãoNicolau）的高耸山峰引人注目。这三个火山岛是群岛中最高的火山，其高度足以产生雨影效果，从而在某些岛屿上支撑着独特的干旱森林。

高度还有助于这些岛屿以一种使数学家，航空航天工程师，喷气推进实验室创始人之一的西奥多·冯·卡姆（Theodore vonKárm）干扰的方式扰乱过去的空气质量和云层。这些路径被称为vonKármán涡街，这是一种独特的模式，当流体通过一个高大，孤立的固定物体时会发生这种情况。冯·卡尔曼（vonKármán）在1912年担任德国流体力学先驱路德维希·普兰特（Ludwig Prandtl）的研究生助手时，是第一个用数学术语描述振荡流动特征的人。

尽管法国科学家是第一个拍摄该特征的人，但冯·卡尔曼的主要见解是一个数学证明，证明了交错涡旋是此类特征所能产生的最持久的流动形式。“我发现只有反对称排列才能保持稳定，并且只有行与列之间的距离与每行两个连续涡旋之间的距离有一定比例时才如此，”冯·卡曼（vonKármán）随后写道。换句话说，涡流始终是偏移的，永远不会对齐。

美国国家航空航天局（NASA）Terra上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）在2020年12月20日拍摄了这张云层旋转轨迹的图像。干燥的森林看上去比其他岛屿要暗一些。

冯·卡曼（VonKármán）是德国哥廷根大学（University ofGöttingen）的一名学生，他对旋涡有深刻见解。他一直留在德国，直到1930年，在奥匈帝国军队服役三年后中断了服役。由于担心纳粹分子在德国的崛起，冯·卡尔曼（VonKármán）于1930年接受了邀请在加利福尼亚理工学院（California Institute of Technology）设立新的丹尼尔·古根海姆航空实验室的工作。该实验室后来于1958年成为NASA的喷气推进实验室。

Lauren Dauphin的NASA地球观测站图像，使用来自NASA EOSDIS / LANCE和GIBS / Worldview的MODIS数据。

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