Die Stabilität von von Kármán-Wirbeln

Die Stabilität von von Kármán-Wirbeln

An einem klaren Tag stechen die imposanten Gipfel von Fogo, Santa Antão und São Nicolau inmitten der flachsten Inseln von Cabo Verde (Kap Verde) hervor. Diese drei Vulkaninseln, die höchsten im Archipel, sind hoch genug, um erzeugt zu werden Regenschatteneffekte diese Unterstützung einzigartige trockene Wälder auf einigen Inseln.

Die Höhe hilft diesen Inseln auch, Luftmassen und Wolken auf diese Weise zu stören Theodore von Kárm– Ein versierter Mathematiker, Luft- und Raumfahrtingenieur und einer der Gründer des Jet Propulsion Laboratory – hätte es wahrscheinlich geschätzt. Die Trails heißen Wirbelstraßen von KármánEin charakteristisches Muster, das auftreten kann, wenn eine Flüssigkeit vor einem hohen, isolierten, stationären Objekt vorbeikommt. Von Kármán war 1912 der erste, der die Eigenschaften der oszillierenden Strömung mathematisch beschrieb, als er als Assistent des deutschen Pioniers der Fluiddynamik arbeitete. Ludwig Prandtl.

Obwohl ein französischer Wissenschaftler als erster das Merkmal fotografierte, war von Kármáns Schlüsselvision ein mathematischer Beweis dafür, dass abgestufte Wirbel das beständigste Strömungsmuster waren, das diese Merkmale erzeugen konnten. “Ich fand heraus, dass nur die antisymmetrische Anordnung stabil sein kann und nur für ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen den Reihen und dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wirbeln jeder Reihe”, von Kármán schrieb später über die Entdeckung. Mit anderen Worten, die Wirbel sind immer versetzt und richten sich nie aus.

das Bildgebungsspektroradiometer mit mittlerer Auflösung (MODIS) auf der NASA Terra hat dieses Bild der wirbelnden Wolkenstreifen am 20. Dezember 2020 aufgenommen. Die trockenen Wälder erscheinen etwas dunkler als der Rest der Inseln.

Von Kármán war Student an der Universität Göttingen (Deutschland), als er sein Update über Wirbel gab. Er blieb bis 1930 in Deutschland, mit einer dreijährigen Pause, um in der österreichisch-ungarischen Armee zu dienen. Von Kármán war besorgt über den Aufstieg der Nazis in Deutschland und nahm 1930 ein Angebot an, das neue Luftfahrtlabor von Daniel Guggenheim am California Institute of Technology zu betreiben. Dieses Labor wurde später 1958 zum Jet Propulsion Laboratory der NASA.

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Bild vom NASA Earth Observatory von Lauren Dauphin unter Verwendung von MODIS-Daten von NASA EOSDIS / LANCE und GIBS / Worldview. Geschichte von Adam Voiland.

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