Strouhalzahl

Die Strouhal-Zahl (Sr) ist eine dimensionslose Frequenz.

Bei instationären Strömungsvorgängen kann aus der dimensionslosen Strouhal-Zahl die Ablösefrequenz von Wirbeln bestimmt werden. Sie wurde nach dem tschechischen Physiker Vincent Strouhal (1850-1922) benannt, der sie 1878 erstmals benutzte.

Abhängigkeit der Strouhal-Zahl von der Reynolds-Zahl.

Die Strouhal-Zahl Sr ist das Verhältnis aus dem Produkt aus Wirbelablösefrequenz f und der Größe des umströmten Hindernisses l und der Strömungsgeschwindigkeit u:

(1) $Sr = {f \cdot l \over {u}}$

Die Abhängigkeit von Sr von der Reynolds-Zahl zeigt das Diagramm. Für die meisten praktischen Anwendungen gilt die Näherung:

Sr = 0,2

Beispiele

Über die Beziehung (1) kann, wenn Sr aus der Kenntnis der Reynoldszahl bestimmt ist, die Schwingungsfrequenz der Wirbelablösung berechnet werden:

(2) $f= {Sr \cdot u \over l}$

Bläst Wind mit einer Windgeschwindigkeit von 20 m/s um Kabel mit einem Durchmesser von 0,01 m, hört man das Singen der Drähte mit einer Frequenz von 0,2 · 20/0,01 Hz = 400 Hz.

Fliegerbomben schlagen aus einer Höhe von 2000 m mit einer Geschwindigkeit von ca. 200 m/s ein. Bei einem Durchmesser von einigen Dezimetern erzeugen sie nach (2) einen hohen Pfeifton, dessen Tonhöhe zusätzlich durch den Doppler-Effekt moduliert wird.

Siehe auch

• Kármánsche Wirbelstraße

Weblinks

• Messwerte für Sr(R) (englisch)
• Strouhals Arbeit von 1878 als pdf-Datei Er nennt die Strouhal-Zahl noch C (erstmals im § 8).