流体力学应用/A:20 浮体稳定性和振荡

引言

本工作的目的是确定浮体的稳定性和振荡，这需要流体静力学的基础知识，如阿基米德浮力原理和浮体的平衡状态。还将讨论影响浮体稳定性和振荡的各种因素，以便对事物进行适当分析。

浮体或浸没体的平衡要求作用在其重心上的物体重量必须与作用在浮心上的相等的浮力共线。如果浸没体的重心分别位于浮心下方、上方或与浮心重合，则该浸没体将处于稳定、不稳定或中性平衡状态。

浮体的稳定性取决于其稳心高度。浮体的稳心定义为包含重心和浮心的横截面的中心线与穿过新的浮心（由于物体任何较小的角位移而产生）的垂线的交点。稳心沿横截面中心线到重心的距离称为稳心高度。对于浮体的稳定平衡，稳心 (M) 必须位于重心 (G) 上方。稳心与重心重合或位于重心下方分别指中性和不稳定平衡状态。

受到波浪等扰动而发生小角度位移的稳定浮体会发生简谐型振荡。振荡周期与稳心高度的平方根成反比。稳心高度的增加会导致稳定性的提高，但由于滚动周期的缩短，会降低舒适度。