風速と浮力の計算方法

質問

お世話になります。
現在、建築物の最上部に点検マンホール５００角を設置するのですが
そのマンホールに設置する鍵を選定する為に強度の確認をしています。
それは、強風によりマンホールに浮力が発生し持ち上がる事を想定しています。
そこで、例えば風速５０ｍ／ｓで水平に吹いた場合
マンホールハッチ５００×５００を持ち上げる荷重を計算する方法を
探しています。

御存知の方がおられましたら御教授お願いします。

回答No.1

noname#230359

風速と揚力の計算でしょう。
“ベルヌーイの定理 揚力”で検索すると内容が出てきます。
また、“ベルヌーイの定理”で検索しますと、ベルヌーイの定理が理解できます。
さて、先ず水等の液体の中に物体を入れると、その体積分の液体が排除されます。
その排除された液体の分だけ“浮力”が働き、物体の重量がその浮力より軽ければ浮きます
し、重ければ沈みます。
次に、揚力は例えば上下の圧力差で、重力に打ち勝つ揚力を得るのように使用します。
そして、“ベルヌーイの定理”は、流体の『位置エネルギー』と『圧力エネルギー』、
『速度エネルギー』を総和できる定理で、考えを直すと同じ単位となるので、
『位置エネルギー』⇔『圧力エネルギー』のエネルギー変換ができる
『圧力エネルギー』⇔『速度エネルギー』のエネルギー変換ができる
『位置エネルギー』⇔『速度エネルギー』のエネルギー変換ができる
となります。
因って、風速５０ｍ／ｓで水平に吹いた場合を圧力換算できます。
《本を(((())))にし()の横を強く口で吹くと、(())))))になる遊びをしませんでしたか？》
最後に、風速50m/secの圧力変換は、(50[m/sec])^2/2g＝P[kg/m^2]/1.2[kg/m^3]で
求まります。　《古い単位や、用語を使用して御免なさい》
≪1.2[kg/m^3]は約20℃での空気の比重です。10℃では約1.25[kg/m^3]≫
P[kg/m^2]＝50[m/sec]×50[m/sec]÷（2×9.8）×1.2[kg/m^3]＝153[kg/m^2]
の負圧が
生じます。
500[mm]角なら、153[kg/m^2]×0.5[m]×0.5[m]＝38.25kg
500[cm]角なら、153[kg/m^2]×5[m]×5[m]＝3825Kgです。

貴殿のお礼内容の“後輩に教えるのもこうでないといけないと改めて教えていただきました”
は、最高の賛辞です。
後の先、アフターユーのハンドネイムを付けて、参加している意義があります。

何回も補足してすいません。
航空力学まで入り込み模索しましたが、とても難しく？？？でした……
の記述ですが、簡単には翼の上下の風速（流速）を変える翼形状をさせる。
風ではなく、飛行機の推進力で翼に風速（流速）を与える。
揚力の計算方法は、上記の内容で。
飛行機の推進力（速度）がなくなると、失速して重力＞揚力となり墜落する。
以上のように、簡単に覚えておけばＯＫです。

翼の形状をどうすれば、上下の風速（流速）を効率よく変える翼形状になるか等は
考えなくてもＯＫ。
鳥の羽根は、芯より非対称に羽毛が生えていますが、これが前述のヒントです。
これらを頭に入れて、ＮＨＫ等の生物の進化と鳥類や翼竜をみると楽しいですよ。

参考URL：

http://search.yahoo.co.jp/search?p=%E3%83%99%E3%83%AB%E3%83%8C%E3%83%BC%E3%82%A4%E3%81%AE%E5%AE%9A%E7%90%86++%E6%8F%9A%E

お礼

浮力という事では無く揚力となるのですね。
航空力学まで入り込み模索しましたが、とても難しく？？？でした。

とても詳しい説明をしていただきありがとうございます。
特に、（（（）））の本の説明は解りやすく、とても関心しました。
後輩に教えるのもこうでないといけないと改めて教えていただきました。

　これで、現在行っている試験の基準値が出来そうです。
助かりましたありがとうございました。

追記いただいていたのに気づくのが遅れて申し訳ありません。
一度、〆切してしまうと、メールにて連絡を頂けなるので・・・

なんと無く前記の教え方を見習いたく、覗いてみたら、追記いただいておりまして。
　お忙しい中ありがとうございます。
最高の賛辞だなんて・・・
　決して持ち上げる訳では無く、本心で思いました。
現に、今日も後輩教育のヒントにと思い覗いたら、追記を頂きまして
重ねて御礼申し上げます。

　御教授いただいた計算式で計算し某巨大デベロッパーになんとか
試験報告書として提出する事ができました。
　現在日本の風速の建築基準となる室戸台風で計算しまして・・・

　本当にお世話になりました。
またまた褒める訳ではありませんが、後の先、アフターユーさんが
もし私の学生時代の先生でしたら、もっと勉強好きになった事でしょう。

NHK試してみます（笑）

　それでは、失礼します。