Giovane Hsueh於 2014-08-15 上午 12:22 老師，請教您一個問題。前一陣子我看到國家地理頻道在介紹一座跨海大橋的設計，其中有提到一點，就是斜張橋的支撐鋼索，為了避免強風吹拂而造成劇烈的搖晃，在鋼索上半部會另外用螺旋的方式纏繞鋼條，這樣強風來臨時會將氣流導引出去，而不讓鋼索搖晃。 請問這個原理叫什麼?
鄭永銘於 2014-08-15 上午 12:23 這叫做卡門渦街Kármán vortex street http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E9%97%A8%E6%B6%A1%E8%A1%97
Giovane Hsueh於 2014-08-15 上午 12:23 老師您太棒了!!就是這個!!在看完這個節目後，我在路上就仔細觀察我們的路燈或是紅綠燈，發現好像都沒有這項小設計，如果有裝置了這設計，是否在強風或是颱風吹襲時，就能避免倒塌呢?如果可以的話，為什麼我們的公共工程都沒有加裝這個，感覺上並不會增加許多成本呀?
鄭永銘於 2014-08-15 上午 12:23 理論上如您的建議增加其表面紋路確可避免發生倒塌，您可以在節目中呼籲政府正視這個問題。其實只要找個風洞來做模型實驗，就可以測得風速達到若干時會造成路燈的共振，若能實際拍到此實驗過程，相信藉由輿論的壓力就會給相關部門造成一定的壓力，此乃人民之福！
Giovane Hsueh於 2014-08-15 上午 12:24 老師，您太抬舉我們節目的能力了，我想可能只是狗吠火車吧!另外，順時針的螺旋跟逆時針會有差別嗎? 而且是否只要在末端設置就行了，還是整支都要有?
鄭永銘於 2014-08-15 上午 12:24 公視節目可是全國最具公信力與影響力的節目呢！ 基本上纏繞在頂端的效果最好，因為該處距離底部較遠（離支點的力臂較長），因此受力後力矩最大，所以最容易倒塌；若改纏在中間，那就只有一半的效果；纏在底部，則完全沒效。至於螺旋纏繞的方向則無所謂，事實上也不一定得使用螺旋的方式，只要能造成表面不是平面即可，螺旋是一個比較簡易的方式。
Giovane Hsueh於 2014-08-15 上午 12:25 老師，我去GOOGLE搜尋了”路燈燈桿”的照片，燈桿上端好像都沒有表面不是平面的耶! 我不相信這種連我一個門外漢都能想到的東西，製作路燈的業者或是設計師沒有人想到，會不會其實在街頭路燈卡門渦街的現象沒有那麼嚴重，所以根本不需要有此裝置，完全是我想太多?
鄭永銘於 2014-08-15 上午 12:26 雖然強風的風壓是直接就將路燈吹倒： http://www.google.com.tw/search?um=1&hl=zh-TW&rlz=1R2RNTN_zh-TWTW357&biw=1911&bih=916&tbm=isch&sa=1&q=%E8%B7%AF%E7%87%88%E5%90%B9%E5%80%92&oq=%E8%B7%AF%E7%87%88%E5%90%B9%E5%80%92&aq=f&aqi&aql=1&gs_sm=e&gs_upl=556656l556656l0l557297l1l1l0l0l0l0l375l375l3-1l1l0 而卡門渦街只能搖晃路燈，但是其卻能在共振的幫助下，以較小的風壓就將路燈搖斷。至於路燈的卡門渦街效應是否嚴重到須增加纏繞鋼條，那就必須做風洞實驗才能知道，看看造成共振的風速是不是很難達到？或者是經由公園路燈管理處的協助，尋找路燈傾倒的紀錄影片（經由路口監視器），分析颱風來襲時，經由搖晃而折斷的比例是多少。
Giovane Hsueh於 2014-08-15 上午 12:26 老師，所以是我誤解了路燈倒塌的原因?卡門渦街只是會搖晃路燈，造成共振，並不一定是吹倒路燈的主要原因，絕大多數路燈的倒塌還是因為瞬間強風的風壓? 但如果有發生了共振，長時間下來，對於路燈的地基還是會容易造成鬆脫的現象吧?
鄭永銘於 2014-08-15 上午 12:27 >絕大多數路燈的倒塌還是因為瞬間強風的風壓 我無法確定到底是哪一種影響較大，除非是訪問現場看到的人。不過，只有一種特定的風速能造成卡門渦街效應，比它大或比它小都不行；但是能直接吹倒路燈的風速卻只要超過臨界值的任一風速均可。 >長時間下來，對於路燈的地基還是會容易造成鬆脫的現象吧? 由於其底座螺絲是疊兩層，因此不會被搖鬆。但是底座下的地基水泥塊確實有可能搖鬆，也就是說，若能發現地基處的泥土有縫隙，那就是曾發生卡門渦街效應的證據。
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老師，請教您一個問題。前一陣子我看到國家地理頻道在介紹一座跨海大橋的設計，其中有提到一點，就是斜張橋的支撐鋼索，為了避免強風吹拂而造成劇烈的搖晃，在鋼索上半部會另外用螺旋的方式纏繞鋼條，這樣強風來臨時會將氣流導引出去，而不讓鋼索搖晃。
請問這個原理叫什麼?
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這叫做卡門渦街Kármán vortex street
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E9%97%A8%E6%B6%A1%E8%A1%97
老師您太棒了!!就是這個!!在看完這個節目後，我在路上就仔細觀察我們的路燈或是紅綠燈，發現好像都沒有這項小設計，如果有裝置了這設計，是否在強風或是颱風吹襲時，就能避免倒塌呢?如果可以的話，為什麼我們的公共工程都沒有加裝這個，感覺上並不會增加許多成本呀?
作者
理論上如您的建議增加其表面紋路確可避免發生倒塌，您可以在節目中呼籲政府正視這個問題。其實只要找個風洞來做模型實驗，就可以測得風速達到若干時會造成路燈的共振，若能實際拍到此實驗過程，相信藉由輿論的壓力就會給相關部門造成一定的壓力，此乃人民之福！
老師，您太抬舉我們節目的能力了，我想可能只是狗吠火車吧!另外，順時針的螺旋跟逆時針會有差別嗎? 而且是否只要在末端設置就行了，還是整支都要有?
作者
公視節目可是全國最具公信力與影響力的節目呢！
基本上纏繞在頂端的效果最好，因為該處距離底部較遠（離支點的力臂較長），因此受力後力矩最大，所以最容易倒塌；若改纏在中間，那就只有一半的效果；纏在底部，則完全沒效。至於螺旋纏繞的方向則無所謂，事實上也不一定得使用螺旋的方式，只要能造成表面不是平面即可，螺旋是一個比較簡易的方式。
老師，我去GOOGLE搜尋了”路燈燈桿”的照片，燈桿上端好像都沒有表面不是平面的耶! 我不相信這種連我一個門外漢都能想到的東西，製作路燈的業者或是設計師沒有人想到，會不會其實在街頭路燈卡門渦街的現象沒有那麼嚴重，所以根本不需要有此裝置，完全是我想太多?
作者
雖然強風的風壓是直接就將路燈吹倒：
http://www.google.com.tw/search?um=1&hl=zh-TW&rlz=1R2RNTN_zh-TWTW357&biw=1911&bih=916&tbm=isch&sa=1&q=%E8%B7%AF%E7%87%88%E5%90%B9%E5%80%92&oq=%E8%B7%AF%E7%87%88%E5%90%B9%E5%80%92&aq=f&aqi&aql=1&gs_sm=e&gs_upl=556656l556656l0l557297l1l1l0l0l0l0l375l375l3-1l1l0
而卡門渦街只能搖晃路燈，但是其卻能在共振的幫助下，以較小的風壓就將路燈搖斷。至於路燈的卡門渦街效應是否嚴重到須增加纏繞鋼條，那就必須做風洞實驗才能知道，看看造成共振的風速是不是很難達到？或者是經由公園路燈管理處的協助，尋找路燈傾倒的紀錄影片（經由路口監視器），分析颱風來襲時，經由搖晃而折斷的比例是多少。
老師，所以是我誤解了路燈倒塌的原因?卡門渦街只是會搖晃路燈，造成共振，並不一定是吹倒路燈的主要原因，絕大多數路燈的倒塌還是因為瞬間強風的風壓? 但如果有發生了共振，長時間下來，對於路燈的地基還是會容易造成鬆脫的現象吧?
作者
>絕大多數路燈的倒塌還是因為瞬間強風的風壓
我無法確定到底是哪一種影響較大，除非是訪問現場看到的人。不過，只有一種特定的風速能造成卡門渦街效應，比它大或比它小都不行；但是能直接吹倒路燈的風速卻只要超過臨界值的任一風速均可。
>長時間下來，對於路燈的地基還是會容易造成鬆脫的現象吧?
由於其底座螺絲是疊兩層，因此不會被搖鬆。但是底座下的地基水泥塊確實有可能搖鬆，也就是說，若能發現地基處的泥土有縫隙，那就是曾發生卡門渦街效應的證據。
老師感謝您耐心的回答!!又讓我增長知識了!!
作者
不客氣，這是物理，是我吃飯的傢伙^^