普朗特交給博士生哈依門茲（Karl Hiemenz ）的任務(wù)，是設(shè)計一個水槽，使能觀察到圓柱體后面的流動分裂，用實驗來核對按邊界層理論計算出來的分裂點。為此，必須先知道在穩(wěn)定水流中圓柱體周圍的壓力強度如何分布。哈依門茲做好了水槽，但出乎意外的是在進行實驗時，發(fā)現(xiàn)在水槽中的水流不斷地發(fā)生激烈的擺動。
哈依門茲向普朗特教授報告這一情況后，普朗特告訴他：“顯然，你的圓柱體不夠圓”。可是，當哈依門茲將圓柱體作了非常精細的加工后，水流還是在繼續(xù)擺動。普朗特又說：“水槽可能不對稱”。哈依門茲于是又開始細心地調(diào)整水槽，但仍不能解決問題。
馮·卡門當時所做的課題與哈依門茲的工作并沒有關(guān)系，而他每天早上進實驗室時總要跑過去問：“哈依門茲先生，現(xiàn)在流動穩(wěn)定了沒有？”哈依門茲非常懊喪地回答：“始終在擺動”。
這時馮·卡門想，如果水流始終在擺動，這個現(xiàn)象一定會有內(nèi)在的客觀原因。在一個周末，馮·卡門用粗略的運算方法，試計算了一下渦系的穩(wěn)定性。他假定只有一個渦旋可以自由活動，其他所有的渦旋都固定不動。然后讓這一渦旋稍微移動一下位置，看看計算出來會有什么樣的結(jié)果。馮·卡門得到的結(jié)論是：如果是對稱的排列，那么這個渦旋就一定離開它原來的位置越來越遠；而對于反對稱的排列，雖然也得到同樣的結(jié)果，但當行列的間距和相鄰渦旋的間距有一定比值時，這渦旋卻停留在它原來位置的附近，并且圍繞原來的位置作微小的環(huán)形路線運動。
星期一上班時，馮·卡門向普朗特教授報告了他的計算結(jié)果，并問普朗特對這一現(xiàn)象的看法如何？普朗特說，“這里面有些道理，寫下來罷，我把你的論文提交到學院去”。馮·卡門后來回憶時，對此事寫道：“這就是我關(guān)于這一問題的第一篇論文。之后，我覺得，我的假定有點太武斷。于是又重新研究一個所有渦旋都能移動的渦系。這樣需要稍微復雜一些的數(shù)學計算。經(jīng)過幾周后，計算完畢，我寫出了第二篇論文。有人問我：‘你為什么在三個星期內(nèi)提出兩篇論文呢？一定有一篇是錯的罷’。其實并沒有錯，我只是先得出個粗略的近似，然后再把它細致化，基本上結(jié)果是一樣的；只是得到的臨界比的數(shù)值并不完全相同”。
馮·卡門是針對哈依門茲的水槽實驗，進行渦旋排列的研究的。后來人們由于馮·卡門對其機理詳細而又成功的研究，將它冠上了卡門的姓氏，稱為卡門渦街。
馮·卡門自己后來在書中寫道：“我并不宣稱，這些渦旋是我發(fā)現(xiàn)的。早在我生下來之前，大家已知道有這樣的渦旋。我最早看到的是意大利Bologna教堂中的一張圖畫。圖上畫著St.Christopher抱著幼年的耶穌涉水過河。畫家在Christopher的赤腳后面，畫上了交錯的渦旋。”馮·卡門還說，在他之前，有一位英國科學家馬洛克（Henry Reginald Arnulpt Mallock 1851~1933）也已觀察到障礙物后面交錯的渦旋，并攝有照片。又還有一位法國教授貝爾納（Henry Bénard 1874~1939）也作過關(guān)于這一問題的大量研究。只不過貝爾納主要考察了粘性液體和膠懸溶液中的渦旋，并且其考察的角度是實驗物理學的觀點多于空氣動力學的觀點。
馮·卡門認為他在1911~1912年，對這一問題研究的貢獻主要是二個方面：一是發(fā)現(xiàn)渦街只有當渦旋是反對稱排列，且僅當行列的距離對同行列內(nèi)相鄰兩渦旋的間隔有一定的比值時才穩(wěn)定；二是將渦系所攜帶的動量與阻力聯(lián)系了起來。