风速与风压

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wmwb，此即工程上所定义的风压，记为w。

流向高压气幕建筑物小股气流压力线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w1dw1。

w1dA dl (w1+dw1)dA

以顺流向的压力为正，作用于小段上的合力为w1dA(w1dw1)dAdw1dA，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dw1dAMadAdl此式可得dw1dldv。由dtdv，注意到dlvdt，代入前式得dw1vdv，而方程的解为dt1w1v2c。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，w1wm，代入方程的cwm；而当风速为v时，w1wb，则wbwm因此，wwmwb12v，21212vv，此式即为风速与风压的关系公式，其中为空气单22g位体积的重力，g为重力加速度。

3在气压为101.325kPa、常温15C和绝对干燥的情况下，=0.012018kNm，在纬

度45处，海平面上的重力加速度为g=9.8ms，代入前式得此条件下的风压公式为

20.0120182v2wvvkNm2。

2g29.816302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，各地的均为相同。

值2g

风压风级 名称 风速（km/h） <1 (kg/m) 0-0.2 210N/m0-0.0025 0.0056-0.014 2 陆地地面物体征象 静 海面状态 静 0 无风 1 软风 1-5 0.3-1.5 烟能表示方向，微波 但风向标不动 人面感觉有风，小波 风向标转动 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面纸张与灰尘 有叶的小树摇摆 小树枝摇动，电线呼呼响 2 轻风 6-11 1.6-3.3 0.016-0.68 3 微风 12-19 3.4-5.4 0.72-1.82 小波 4 和风 20-28 5.5-7.9 1.89-3.9 轻浪 5 清风 29-38 8.0-10.7 4-7.16 中浪 6 强风 39-49 10.8-13.8 7.29-11.9 大浪 7 疾风 50-61 13.9-17.1 12.08-18.28 全树摇动，迎风巨浪 步行不便

8 大风 62-74 17.2-20.7 18.49-26.78 微枝折毁，人向狂浪 前行阻力甚大 建筑物有小损 可拔起树来，损坏建筑物 狂涛 9 烈风 75-88 20.8-24.4 27.04-37.21 10 狂风 89-102 24.5-28.4 37.52-50.41 狂涛 11 暴风 103-117 28.5-32.6 50.77-66.42 陆上少见，有则狂涛 必有广泛破坏 陆上极少见,摧毁力极大 12 飓风 >117 32.7-36.9 66.42-85.1 海浪滔天

各地风压系数2g值

地区 地点 海拔高度(m) 2g 1/1710 1/1690 1/1740 1/1740 1/1750 1/1770 1/1780 1/1740 1/1760 1/1740 1/1750 1/1750 1/1670 1/1610 1/1660 1/1640 1/1820 1/1610 1/1630 1/1630 1/1630 地区 地点 海拔高度(m) 2g 1/1650 1/1689 1/1670 1/1750 1/1770 1/1820 1/1800 1/1900 1/1930 1/1890 1/1950 1/2040 1/2070 1/2070 1/2140 1/2250 1/2550 1/2600 1/2650 1/2620 东 南 沿 海 内 陆 青岛 南京 上海 杭州 温州 福州 永安 广州 韶关 海口 柳州 南宁 天津 汉口 徐州 沈阳 北京 济南 哈尔滨 萍乡 长春

77.0 61.5 5.0 7.2 6.0 88.4 208.3 6.3 68.7 17.6 97.6 123.2 16.0 22.8 34.3 41.6 52.3 55.1 145.1 167.1 215.7 内 陆 承德 西安 成都 伊宁 张家口 遵义 乌鲁木齐 贵阳 安顺 酒泉 毕节 昆明 大理 华山 五台山 茶卡 昌都 拉萨 日喀则 五道梁 375.2 416.0 505.9 664.0 712.3 843.9 850.5 1071.2 1392.9 1478.2 1510.6 1891.3 1990.5 2064.9 2895.8 3087.6 3176.4 3658.0 3800.0 4612.2