Generalized Pitot tube for wind speed measurement in the field

一様な水平流れの圧力をP,この流れに置かれた球の表面における圧力をPp,この流体の密度をρとすれば,エネルギー方程式から,Cを一般流の速さに対する球の表面での流速の比として,Pp-P=(1/2)ρU2(1-C2)が成立する.ここで,ρを知って,球の頂点と一般流との間の圧力差(Pp-P)を測れば,ポテンシャル流理論からCは1.5となるので,上式から一様流れの速さUを求めることができる.この方法を検証するため,平坦な水田に囲まれた気象観測露場で,次のような装置と風車型風速計による平行観測を実施した.装置は,その頂点から中心軸に沿って圧力孔をあけた半球状の圧力プローブを円筒容器の開口端に装着し,この円筒容器内の圧力(Pp)と円筒外の一般流の圧力Pとの差を水晶式圧力計で測定するようにしたものである.こうして測定した圧力差と上式から求めた風速は,風車型風速計による観測値とよく一致し,本方法の妥当性が確認できた.本方法で用いた装置は,可動部がなく,簡単で堅牢である.測定原理,データ処理も単純である.したがって,この方法は,寒冷,積雪地のような回転式風速計の作動に障害が出やすい条件下において,長期に信頼性の高い風速測定値を得る一つの可能性を与えるだろう.