「静圧」と「動圧」の違い

空気力学や流体力学の分野でよく使われる用語として、「静圧」と「動圧」があります。

これらは流体の性質を理解する上で重要な概念であり、特に風洞実験や流体力学の研究において頻繁に使用されます。

今回は、「静圧」と「動圧」の意味や違いについてみていきましょう。

「静圧」とは

「静圧」とは、流体が静止している場合に生じる圧力のことを指します。

流体力学では、流体が静止しているため速度がなく、流れが存在しない状態を指します。

静圧は、流体の分子が壁面に衝突したり、他の分子と相互作用したりすることで生じる圧力です。

つまり、流体が一定の速度で動いていない場合に生じる圧力を指します。

「動圧」とは

「動圧」とは、流体が運動している場合に生じる圧力のことを指します。

流体が一定の速度で移動すると、流れの速さに応じて圧力が変化します。

この圧力の変化を動圧と呼びます。動圧は、速度が増加するほど大きくなり、速度が低下するほど小さくなります。

例えば、風洞実験では、流体が高速で風洞内を流れるため、流体の速度に応じて動圧が発生します。

「静圧」と「動圧」の違い

「静圧」と「動圧」の主な違いは、流体の状態にあります。

静圧は流体が静止している状態で発生し、動圧は流体が移動している状態で発生します。

静圧は速度に依存せず、流体の状態のみに影響されますが、動圧は速度の増加や減少に応じて変化します。

「静圧」と「動圧」の測定方法は？

「静圧」と「動圧」を測定するためには、それぞれの圧力を正確に計測する方法が必要です。

静圧を測定する方法としては、一般的に圧力センサーや圧力計を使用します。

静圧は流体が静止しているため、計測する場所にセンサーを配置することで圧力を測定できます。

センサーは流体に直接接触するか、流体と接続された導管を介して圧力を検出します。

また、風洞などの実験環境では、壁面に設置された孔（あな）を通じて静圧を測定することもあります。

このような孔は、流体が静止しているため、流体からの圧力を正確に計測できるように設計されています。

一方、動圧を測定する方法は、流体の速度に応じて圧力が変化することを利用します。

動圧を測定するためには、ピトー管（Pitot tube）と呼ばれる装置が使用されます。

ピトー管は、一本の管とその先端に設けられた穴（スタティックポート）からなります。

管は流体中に設置され、先端の穴は流体の速度圧力を検出するためのものです。

ピトー管の先端の穴では、流体の速度に応じて圧力が上昇し、その圧力の変化を測定することで動圧を推定することができます。

まとめ

今回は「静圧」と「動圧」の違いについて紹介しました。

「静圧」と「動圧」は、流体力学の重要な概念であり、流体の性質を理解する上で欠かせない要素です。

静圧は流体が静止している場合に生じる圧力であり、動圧は流体が移動している場合に生じる圧力です。

静圧は速度に依存せず、流体の状態にのみ影響を受けます。

対して動圧は流体の速度に応じて変化し、速度の増加や減少によって影響を受けます。

これらの圧力を測定するためには、静圧はセンサーや圧力計を使用し、動圧はピトー管などの特殊な装置を使用します。

正確な圧力の測定は、流体力学の研究や風洞実験など、さまざまな工学や科学分野で重要な役割を果たします。

今回は以上です。
お読みいただきありがとうございました。