上海中心大厦阻尼器

        首先，要让孩子理解风为什么能吹动那么大的大大大楼？这也是要装阻尼器的原因！实际上，地面上感觉到的微风到了 300 米的高度，风速能达到数十米每秒。风的作用可使摩天大楼每平方米承受 8 公斤的力（相当于保龄球的重量），使大楼摆动幅度达一米！这种摆动下，即使楼没事，楼里的小朋友们也会很害怕。

风作用在大楼单位面积上的力

更严重的是，风绕过摩天大楼时，会在大楼后面形成不对称的漩涡。漩涡从大楼两边交替脱落时，左一下，右一下，会作用于大楼一个周期性的力，引起大楼振动。当风达到某一程度，大楼可能会发生共振。这种情况下，大楼的晃动幅度会越来越大，甚至倒塌。

风吹过迪拜塔后形成的卡门漩涡

减少摩天大楼的摇晃的方法有很多。首先，可以在设计大楼外形考虑风的影响。例如上海中心大厦利用不对称形体、锥形建筑轮廓和圆角设计使吹在建筑上的风力减少了近 1/4；

上海中心大厦的外形设计

韩国首尔的乐天世界大厦，顶部楼层使用了一种斜交网络桁架结构来分散风力作用。

韩国首尔乐天大厦的外形设计

即使如此，如果受到强风的影响，高层建筑还是会不可避免地会晃动。

强风下摩天大楼会晃动

因此，上海中心大厦、广州塔等许多高层建筑还额外安装了称为风阻尼器。

强风下装有风阻尼器的摩天大楼晃动减弱

原理

其次，要让小朋友知道啥是风阻尼器，大概什么原理？风阻尼器就是一个很大的质量块，上海中心大厦的风阻尼器质量为1000吨(相当于200头大象)，台北101的风阻尼器660吨(相当于100多头大象)。当建筑物在风的作用下晃动时，风阻尼器会像钟摆一样运动，风把能量传给以建筑物，建筑物又把能量传给质量块，质量块会以与大楼相反的方向晃动。质量块与建筑物之间的液压缸通过摩擦等方式将机械转化为热量释放，因此建筑物的稳定性得以保持。

台北 101 的风阻尼器

台北101的摆式风阻尼器原理

等孩子大了，可以看这篇公众号文章，里面原理写得很细致，但需要物理和数学基础，内有大量动画，小孩子也可以参考：

实验

也有不少人做过实验，根据振动方式，风阻尼器主要可以分为平移和摆式阻尼器，例如台北 101 的风阻尼器就属于摆式阻尼器。两种阻尼器的演示实验分别如下图。两实验中都可以明显看出，阻尼器可以有效降低主结构的晃动。

平移风阻尼器实验

摆式风阻尼器（台北101的风阻尼器）实验

平移阻尼器实验装置主要由能够自由晃动的白色框架和包含阻尼弹簧的黄色滑块（阻尼器）组成。摆式风阻尼器实验装置为能自由晃动的金属塔楼和浸入粘性液体的钨制球形摆组成。实验中，稍微推一下主结构，使其离开平衡位置，观察有无阻尼器情况下主结构的振动。

从两实验的振动曲线中都可以看出：在无阻尼器情况下，主结构的振幅衰减很慢，需要数十秒时间才能停止振动；而有阻尼器情况下，主结构的振幅迅速衰减，很快便停止了摆动。

实践

        对于小孩子，讲再多道理不如动手实践实践！上面的两个实验不适合家长带孩子做，道具太专业太复杂。下面给出两个可操作的实验：如果还是觉得以上两个视频中的道具麻烦，还可以参考一下下面这个视频，这可能是最简易的实验了，不过最左边的阻尼器形状有点搞笑，像没有夹断的屎。