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Winddruck

Der Winddruck oder auch Staudruck des Windes auf eine Fläche senkrecht zur Windrichtung ist eine wesentliche Größe zum Beispiel für die Konstruktion von Bauwerken. Der Winddruck W berechnet sich dabei nach der Formel

W = 0.5 * (C * Rho * V2)

Dabei sind C der von der Reynoldszahl und der Form der Fläche abhängige Widerstandsbeiwert, Rho ist die Luftdichte und V die Windgeschwindigkeit. Es fällt auf, das die Windgeschwindigkeit quadratisch die Berechnung eingeht. Ein Sturm mit 100km/h erzeugt also bei gleicher Luftdicht und gleichem Widerstandsbeiwert nur einen 4 mal so kleinen Staudruck wie ein Sturm mit 200km/h Windgeschwindigkeit.

Hierin liegt die Ursache für die enormen Zerstörungen zum Beispiel bei Tornados, die Windgeschwindigkeiten bis etwa 500km/h verursachen können.
Die Formel kann auch benutzt werden, um anhand von Schadensauswirkungen an Gegenständen nachträglich die minimal aufgetretene Windstärke abzuschätzen. Dazu muss die Formel zunächst nach V umgestellt werden:

V = (2 * W / Rho * C )0.5

Im zweiten Schritt muss von dem Gegenstand der Druck bekannt sein, bei dem dieser verformt wird oder sogar zu Bruch geht. Dieser Druck entspricht dann dem minimalen Winddruck W, der aufgetreten sein muß.

Für eine genaue Abschätzung muss man in der Praxis allerdings auch noch berücksichtigen, dass der Wind ggfs. böig war und einen Gegenstand durch Resonanzeffekte zum Einsturz gebracht hat. Resonanzschwingungen können schon bei deutlich geringeren Windgeschwindigkeiten erheblichen Schaden bedingen und spielen daher bei der Konstruktion von hohen Bauwerken oder auch Brücken eine sehr große Rolle).


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