ダルシーワイズバッハ損失水頭計算AIで作ったよ【水理計算ツール無料】

AIで遊んでみたCHATGPT

ダルシーワイズバッハだと租度（管の仕上がりの荒さ素材としての荒さ）

租度が高い→流れにくい

租度が低い→流れやすい

基本７５ｍｍ以上の大口径の計算で行われる計算方式

Contents

材質と租度の参考値
AIが出したダルシーワイズバッハのソースコード
使い方
- 使い方
ウェストンとダルシーワイズバッハ違い

材質と租度の参考値

材質	粗度（e）参考値（mm）
ステンレス鋼管（新品）	0.002〜0.015
鋳鉄管（古い）	0.26〜1.5
銅管	0.0015
塩ビ管	0.0015〜0.007

なんで、小口径で計算することとしたか

結論から言うと、ウエストン公式そのものは材質によって変わらないんだけど、

**摩擦係数や内部粗さ（粗度係数）**などが材質に依存してるから、

式に使う一部の値を変える必要がある

AI返答まま、まあ、そうなんだけど、一応給水管の水理計算の延長部分での精度のために

参考までに作成をAIに依頼した

ウエストン公式のまま使う（簡易・早い）

精度はやや落ちるが、材質問わずおおまかな設計用にはOK
とおるの現場で「50mm以下の給水管でステンレス配管を使う想定」なら、そのまま使っても大きくは外さない可能性大

案2：粗度を指定してダルシー・ワイズバッハ式に変更（精密計算）

こちらは次の形：

$\cdot \frac{L}{d} \cdot \frac{V^2}{2g}$

f（摩擦係数）は、レイノルズ数と粗度から導出（or ムーディ図を使う）

AIが出したダルシーワイズバッハのソースコード

function darcy_calculator_shortcode() {
    ob_start(); ?>
    <form id="darcy-form">
        <label for="pipeType">管種：</label>
        <select id="pipeType" onchange="updateRoughness()">
            <option value="polyethylene">ポリエチレン管</option>
            <option value="stainless_steel">ステンレス鋼管</option>
            <option value="pvc">塩ビ管</option>
            <option value="cast_iron">鋳鉄管</option>
        </select><br><br>

        <label for="roughness">粗度 e（mm）：</label>
        <input type="text" id="roughness" readonly><br><br>

        <label for="velocity">流速 V（m/s）：</label>
        <select id="velocity">
            <option value="1.5">1.5</option>
            <option value="2.0">2.0</option>
        </select><br><br>

        <label for="length">管長 L（m）：</label>
        <input type="number" id="length" step="0.1" required><br><br>

        <label for="diameter">管内径 d（mm）：</label>
        <input type="number" id="diameter" step="0.1" required><br><br>

        <button type="button" onclick="calculateDarcy()">計算する</button>
    </form>

    <p id="result"></p>

    <script>
        const roughnessMap = {
            polyethylene: 0.0001,
            stainless_steel: 0.0015,
            pvc: 0.002,
            cast_iron: 0.26
        };

        function updateRoughness() {
            const type = document.getElementById("pipeType").value;
            document.getElementById("roughness").value = roughnessMap[type];
        }

        function calculateDarcy() {
            const V = parseFloat(document.getElementById("velocity").value);
            const L = parseFloat(document.getElementById("length").value);
            const d_mm = parseFloat(document.getElementById("diameter").value);
            const d = d_mm / 1000;
            const g = 9.8;

            const pipeType = document.getElementById("pipeType").value;
            const e = roughnessMap[pipeType];
            document.getElementById("roughness").value = e;

            const Re = (V * d) / (1e-6); // 動粘性係数：水で仮定 1e-6 m²/s
            const relRoughness = e / d;

            // Swamee-Jain 式で摩擦係数 f を求める
            const f = 0.25 / Math.pow(
                Math.log10((relRoughness / 3.7) + (5.74 / Math.pow(Re, 0.9))),
                2
            );

            const h = f * (L / d) * ((V * V) / (2 * g));

            document.getElementById("result").innerText =
                `粗度 e = ${e} mm\nレイノルズ数 Re = ${Re.toFixed(0)}\n摩擦係数 f = ${f.toFixed(4)}\n損失水頭 h = ${h.toFixed(4)} m`;
        }

        // 初期設定
        document.addEventListener('DOMContentLoaded', updateRoughness);
    </script>
    <?php
    return ob_get_clean();
}
add_shortcode('darcy_calc', 'darcy_calculator_shortcode');

使い方

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管種選択：粗度 e（mm）：最小最大2択最小表示中です粗度範囲から選択自由入力流速 V（m/s）：２．０、１．５2択です管長 L（m）：管内径 d（mm）：摩擦係数 f： 0.02 固定自由入力
と書くだけ！