動圧：定義、式、ベルヌーイの式と航空力学での用途

式と単位

標準的な式はq = 1/2 ρv²であり、測定の文脈では「速度圧」と呼ばれることがある。ここでρは密度、vは流速、対象は流体である。SI単位系では、密度をキログラム毎立方メートル、速度をメートル毎秒で表すため、qの単位はパスカル（N/m²）となる。密度が既知なら、この関係はv = sqrt(2q/ρ)として逆算できる。

導出とベルヌーイの式との関係

動圧は、運動する流体の運動エネルギー密度、すなわち単位体積当たりの運動エネルギーに等しく、1/2 ρv²で表される。非圧縮性流れにおけるベルヌーイの式では、この項は静圧と組み合わさり、よどみ圧（全圧）を与える。すなわち、p_total = p_static + qである。p_totalは、流れを等エントロピー的に速度ゼロまで減速した場合に到達する圧力を指す。圧縮性をもつ高マッハ数流れでは、速度に伴って密度と温度が変化するため、この単純な加算式には熱力学的補正が必要となる。

測定と応用

動圧は、よどみ圧を採取して局所静圧を差し引くピトー静圧管などの計器により、間接的に測定される。この関係は、空気力を求める工学式でしばしば用いられる。基準面積をS、無次元係数をC（揚力係数、抗力係数またはモーメント係数）とすると、力の大きさは一般にF = qSCと表される。したがって設計者は、荷重、性能図表および構造要件を尺度化するためにqを利用する。

実用上の用途と例

• 航空機：飛行計器や性能図表では、空力荷重と対気速度の基準を動圧で表す。
• 風工学：建築物や橋梁に対する突風荷重は、風速と表面にかかる圧力を関連付けるqを用いて評価される。
• 試験：風洞データおよび模型相似では、異なる試験条件を比較したり縮尺係数を導いたりするため、同じqの値が用いられることが多い。

重要な区別と注意点

動圧は静圧とは異なる。前者は運動から生じるのに対し、後者は流体の局所的な熱力学的圧力である。単純な関係q = 1/2 ρv²は、非圧縮性または低マッハ数の流れと、単一の代表速度を仮定している。乱流、成層流、圧縮性流れでは、追加項または補正が必要になる場合がある。より技術的な背景と導出については、支配方程式の基礎資料、および流体力学で引用される標準的な文献を参照されたい。

各リンク先の項目は、より広範な理論と測定実務を扱っている。計器の図、第一原理からの導出、圧縮性流れに対する補正を必要とする場合は、流体力学および計装に関する文献で参照される専門資料や規格を確認する必要がある。