柔軟な楕円体バルーンの風荷重・面ファスナー荷重
通常形状と帆状時の全体風荷重に加え、赤道上にある面ファスナーへかかる 1 m あたりの概算荷重を、風上・風下・横向きの3ケースで表示します。
気象・寸法
m/s
°C
%
hPa
m
m
m
面ファスナーは水平な赤道上にあるものとして計算します。風向が90°変わる場合は W と D の役割も入れ替わります。
形状・係数
倍
倍
面ファスナー荷重モデル
風上は「全体抗力を、風上側の赤道半周が均等に受ける」と近似します。 風下は局所吸引圧と楕円体表面の曲率から膜張力を求めます。 横向きは詳細モデルを置かず、風上・風下の大きい方の 0.5 倍を経験的な参考値とします。
通常：楕円体形状を維持
— kgf
全体抗力
| 空気密度 ρ | — |
|---|---|
| 投影面積 A | — |
| 動圧 q | — |
| 抗力係数 Cd | — |
帆状：高さ増加 + Cd増加
— kgf
安全率込みの全体風荷重
| 帆状高さ | — |
|---|---|
| 投影面積 A | — |
| 安全率前 | — |
| 安全率 | — |
通常形状：面ファスナーの 1 m あたり概算荷重
面ファスナーが開く前の膨張状態のみを対象にしています。帆状化後はここでは評価しません。 太字は安全率を掛ける前の物理モデル値です。括弧内に安全率込みも表示します。
風上側
— kgf/m
安全率込み: — kgf/m
機序: 全体抗力による転がりを赤道半周で拘束
風下側
— kgf/m
安全率込み: — kgf/m
機序: 風下面の吸引圧による膜張力増加
横向き
— kgf/m
安全率込み: — kgf/m
経験近似: max(風上, 風下) × —
| 赤道全周 | — |
|---|---|
| 風上側の有効長（半周） | — |
| 風下面の追加吸引圧 | — |
| 風下点の横方向曲率半径 | — |
| 風下点の上下方向曲率半径 | — |
計算過程・仮定（コピペ用）
面ファスナー荷重は膜構造の一次概算です。実際には固定部、膜の異方性、局所的なしわ、 ファスナー端部への応力集中、動的なばたつき等で荷重分布が変わります。 面ファスナー自体の開裂荷重は実測値を用いて比較してください。