风压与风速的关系

1、风压与风速的关系当风以一定的速度向前运动遇到阻塞时，将对阻塞物产生压力，即风压。设速度为v 的一定截面的气流冲击面积较大的结构物时，由于受到阻碍，气流改成向四周外围扩散，形成压力气幕，如下图所示。如果气流原先的压力强度为wb ，气流冲击结构物后速度逐渐减小，其截面中心一点的速度减小至零时，在该点处产生的最大气流压强，设为 wm 。则结构物受气流冲击的最大压力强度为wmwb ，此即工程上所定义的风压，记为 w 。流向高压气幕小股气流建筑物压力线w= v2/2风压的产生为求得风压 w 与风速 v 的关系，设气流每点的物理量不变，略去微小的位势差影响，取流线中任一小段 dl,如图所示。设 w1 为作

2、用于小段左端的压力，则作用于小段右端近压力气幕的压力为w1dw1 。w1dA(w1+d w1)dAd l以顺流向的压力为正，作用于小段上的合力为 w1dA( w1 dw1 )dAdw1dA ，该合力应等于小段的气流质量M 与顺流向加速度a 的乘积，即dw1dAMadAdl dv 。由dl dv ，注意到 dl vdt ，代入前式得dt此式可得dw1dw1vdv ，而方程的解为1dtw1v2c 。此式称为伯努利方程，其中c 为常数。从该方程可以看出，气流在运动2过程中，其本身压力随流速变化而变化，流速快，则压力小；而流速慢，则压力大。当v=0时， w1wm ，代入方程的 cwm ；而当风速为 v

3、 时， w1wb ，则 ww1 v2 ，bm2因此， www1 v21 v2 ，此式即为风速与风压的关系公式，其中为空气单mb22 g位体积的重力，g 为重力加速度。在气压为 101.325kPa、常温15 oC 和绝对干燥的情况下，=0.012018 kN m3 ，在纬度45 o 处，海平面上的重力加速度为g=9.8 m s2 ，代入前式得此条件下的风压公式为wv20.012018 v2v2kN m2 。2g2 9.81630由于各地地理位置不同，因而和 g 值不同。 在自转的地球上， 重力加速度 g 不仅随高度变化，还随纬度变化。而空气重度与当地气压、气温和湿度有关。以此，各地的值2g均为

4、相同。风级、风速和风压对照表风速风压风级名称10N/m2(kg/m 2 )（ km/h ）0无风11732.7-36.966.42-85.1陆地地面物体征象海面状态静静烟能表示方向，但风微波向标不动人面感觉有风，风向小波标转动树叶及微枝摇动不小波息，旌旗展开能吹起地面纸张与轻浪灰尘有叶的小中浪树摇摆小树枝摇动，电线呼大浪呼响全树摇动，迎风步行巨浪不便微枝折毁，人向前行狂浪阻力甚大建筑物有狂涛小损可拔起树来，损坏建狂涛筑物陆上少见，有则必有狂涛广泛破坏陆上极少见 ,摧毁力海浪滔天极大各地风压系数2g 值地区地点海拔高度2g地区地点海拔高度 (m)2 g(m)青岛77.01/1710承德375.2

5、1/1650南京61.51/1690西安416.01/1689上海5.01/1740成都505.91/1670杭州7.21/1740伊宁664.01/1750东温州6.01/1750张家口712.31/1770福州88.41/1770遵义843.91/1820南永安208.31/1780乌鲁木齐850.51/1800沿广州6.31/1740贵阳1071.21/1900海韶关68.71/1760安顺1392.91/1930海口17.61/1740内酒泉1478.21/1890柳州97.61/1750毕节1510.61/1950陆南宁123.21/1750昆明1891.31/2040天津16.01/1670大理1990.51/2070汉口22.81/1610华山2064.91/2070徐州34.31/1660五台山2895.81/2140沈阳41.61/1640茶卡3087.61/2250内北京52.31/1820昌都3176.41/2550陆济南55.11/16