風速から風圧(面積あたりどれくらい押される力があるのか)求める計算

2019年12月29日

今日は風速の目安が解らなかったので、「風速から風圧(面積あたりどれくらい押される力があるのか)求める計算」についてのメモを残しておきます。特に難しいことはありません。風速が面積あたりどれくらい押す力を持っているのか、計算方法と計算書を載せておきます。

風速から風圧・押される力を求める2




風速から風圧(面積あたり押される力)を求める

屋外に設置する物など、風の影響を受ける構造体は風速によってどれくらい押されるのかを知り、それに耐えうる強度が必要です。

以下、簡単にポイントだけをメモしておきます。

 

風速の単位

空気が風として移動する速さ。単位は

  • 我々が一般的に利用する単位:m/s(秒速)
  • 国際単位:kt(ノットと読む)

となります。秒速[m/s] と ノット[kt] の関係は以下の通り。

  • 1[m/s]=1.944[kt]
  • 1[kt]=0.514[m/s]

(ノットはなじみがありませんね)

 

風圧とは

風圧とは言葉の通り風による圧力で、単位は Pa(パスカル)で表わします。風圧には種類があって、風圧の種類:全圧(Pt)、静圧(Ps)、動圧(Pv)となります。

 

風速から風圧・押される力を求める計算式

今回この記事では単純な計算である、風速からどれくらいの風圧(押される力が掛かるのか)を計算します。流体力学などによる正確な圧力を求める場合は以下の計算式を使う必要があります。

 

計算式(1)PT=Ps+Pv

もしくは

計算式(2)Ps+((1/2)*ρ*v^2)

PT:全圧[Pa]、Ps:静圧[Pa]、Pv:動圧[Pa]、V:流速[m/s]、ρ:密度[kg/m^3] 

 

但し、今回は無風状態(風圧”0”ゼロ=静圧”0”)から風圧(動圧)を求めますので

計算式(3)Pv [Pa]=(1/2)*ρ*v^2

この式だけを利用します。

 

計算に必要な空気の密度

風速から風圧がどれくらい掛かるかの計算では、空気の密度(値)が必要になってきます。空気の密度は以下の通り

空気の密度:1.293 [kg/m^3](一般的な情報です)

 

計算書のダウンロード

ここでは「風速から風圧(面積あたり押される力)を求める計算書」をダウンロードしていただけます。計算書では圧力単位である[Pa]から[N/mm^2]などへの変換も行えるようにしてあります。どうぞご利用ください。

風速から風圧・押される力を求める

以上です

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