La razón del temblor anormal del puente Humen en realidad está relacionada con la aerodinámica del automóvil.
Texto/Zhang Yi
El último día del feriado del Primero de Mayo, los titulares se centraron en el Puente Humen en Guangdong. Nos enteramos por varios informes de los medios y videos en el lugar de que el puente Humen temblaba de manera anormal en la tarde del 5 de mayo. Todo el tablero del puente ondulaba y se balanceaba como olas. La escena pareció un poco aterradora por un tiempo.
Y pronto, salió a la luz el motivo del temblor anormal del puente. Según un informe del Grupo de Transporte Provincial de Guangdong esta mañana temprano, el equipo de expertos determinó inicialmente que la vibración del puente se debía al fenómeno de vibración del vórtice del puente producido por el puente en condiciones ambientales de viento específicas, y no afectaría la seguridad estructural. y durabilidad del Puente Humen en su uso posterior.
En cuanto a la razón principal de la vibración del vórtice del puente, los caballos de agua instalados continuamente a lo largo de la barandilla del puente cambiaron la forma aerodinámica de la viga de acero.
Los "caballos de agua" son en realidad cosas que vemos a menudo en la carretera todos los días. Como se muestra en la imagen a continuación, se trata de una estructura hueca de plástico con agua en el medio que se utiliza como barrera temporal. Y el término "forma aerodinámica" se parece mucho a la terminología automotriz.
Sin embargo, una hilera de pequeños caballos de agua puede hacer que un puente que cruza el mar tiemble de forma anormal, lo cual sigue siendo un poco impresionante. El principio detrás de esto es en realidad algo similar a la aerodinámica de un automóvil. Todo el mundo sabe que el desarrollo del automóvil se aplica a la aerodinámica, y la palabra coeficiente de resistencia es un reflejo de ello.
A través del diseño de la forma del automóvil, el área de barlovento del automóvil debe reducirse tanto como sea posible. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la desviación para permitir que el aire fluya lo más cerca. a la superficie como sea posible, porque cuando la velocidad del viento más rápida encuentra superficies irregulares, es fácil producir corrientes parásitas caóticas, que no solo consumen la energía cinética del automóvil, sino que también afectan la estabilidad de la carrocería del vehículo.
Es fácil entender el vórtice si tienes experiencia en la conducción, cuando la velocidad es superior a 50 km/h, si abres parte de la ventanilla del coche, puedes sentir el viento acompañando tu cabello de forma aleatoria. direcciones en tu cara, si sopla, es casi como crear un vórtice. Eso sí, en los coches la zona donde suelen producirse las turbulencias es la luneta trasera de un sedán.
Así, lo habitual en los coches es minimizar las superficies cóncavas y convexas, o realizar diseños desviadores de aire, como algunos marcos delanteros, guardabarros, difusores delanteros y traseros y la instalación de protectores de chasis, que aceleran Aumenta el flujo de aire. El caudal aumenta la fuerza aerodinámica y también evita el flujo de aire caótico.
Sin embargo, a diferencia de los coches, el objetivo principal de aplicar la aerodinámica a grandes puentes o edificios no es utilizar el viento para hacer nada. En cambio, intentamos reducir la presión del viento y la interferencia aerodinámica del viento en el edificio, es decir, tratamos de "ignorar" o no afectar el viento. Esto es especialmente importante para algunos edificios de gran altura y puentes que cruzan el mar.
▲Diseño de ala de doble capa en el puente Tozaki en Japón
Por ejemplo, los edificios grandes ahora se someten a experimentos en túneles de viento, como automóviles o aviones, antes de su construcción, y muchos puentes durante la construcción, También diseñe barandillas anticolisión o diseñe una barandilla similar al guardabarros de un automóvil para desviar el flujo de aire, reduciendo así la interferencia aerodinámica.
El nombre completo de la "vibración de vórtice del puente" generada por el puente Humen debería ser "vibración inducida por el vórtice del puente", lo que significa que bajo la acción del viento promedio, hay flujo alrededor del puente de viga de alma sólida. Vibración causada por vórtices que se desprenden alternativamente detrás de la sección.
Otra teoría que circula en Internet, el "Efecto Karman Vortex", es en realidad una rama de la mecánica de fluidos, y su proponente es el famoso Sr. von Karman. Sin embargo, el fenómeno de la "vibración del vórtice del puente" es similar al "efecto del vórtice Karman", y ambos pueden explicar por qué el Puente Humen experimentó una vibración anormal esta vez.
Cuando una cierta velocidad del viento sopla a través del puente Humen, una fila de caballos de agua de 1,2 m de altura afecta el flujo de aire, lo que hace que el flujo de aire a través del puente produzca periódicamente dos cuerdas paralelas, y luego el vórtice inverso. el vórtice continuo producirá una fuerza periódica en el puente circundante. Esta fuerza está cerca de la autovibración del puente, lo que resulta en una vibración natural, que a su vez amplifica la amplitud del puente mismo, lo que finalmente conduce a la plataforma del puente. en el video está cerca de un efecto de distorsión.
Solo una "brisa" combinada con un caballo de agua de 1,2 m de altura es suficiente para sacudir el puente que cruza el mar de 15 km de largo. Esta es también una aplicación típica de la aerodinámica.
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.