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阅读下列短文,回答问题。

发生在虎门大桥的涡激共振

小明看到一则新闻:2020年5月,虎门大桥发生明显振动现象,引起了社会的广泛关注.国际桥梁专家分析主要原因是由于大桥发生涡激共振引起,大桥所在地区在春、夏季的主导风向是东南风向,刚好与虎门大桥(如题图)接近于垂直,这样的风向容易诱发涡激振动。

什么是“涡激振动”呢?小明带着疑问,通过查阅资料得知:在一定条件下,如图题图所示,流体流过阻碍物时,会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……,这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快,另一侧流速慢,交替形成大小不同的压力,使阻碍物产生有规律的振动,即涡激振动。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关,其关系 (k为常数)。桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的临时护栏,在特定风环境条件下产生了涡激振动。当涡振的频率与大桥本身的固有频率相近时,大桥就会出现涡激共振,发生较为剧烈的振动。

人们利用涡激振动创造发明出很多有意思的东西,比如涡街流量计,该装置内有与电子设备相接的阻碍物,当流体通过阻碍物时发生涡振,输出与涡振频率相同的电压信号,利用涡振频率与流速相关的特性,间接获得管道内输出流体的流量,流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。

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