附加质量模拟器

船舶与潜艇的操纵性能：船或潜艇在起动、停止、转向时，不仅要加速、减速船体本身，还要带动周围的海水。在横向运动中，附加质量有时可达到甚至超过船体质量，若不计入，操纵响应的预测就会严重失真。操纵性仿真与自动舵控制设计中，会把附加质量（以及附加转动惯量）纳入运动方程。

海洋结构与立管：海上风电的浮式基础、石油平台，以及通向海底的立管，都被波浪周期性地加速。表示波浪流体力的 Morison 公式由"阻力项"与"惯性项（含附加质量）"之和构成，对细长构件而言惯性项占主导。附加质量估算不准，就会导致结构运动与疲劳寿命的评估出错。

水下结构的振动与固有频率：水闸闸门、水下管道、海洋温差发电的冷水管、水下机器人的机械臂等，在浸入水中后会因附加质量而增大有效质量，使固有频率低于空气中的值。固有频率下降与涡激振动、与波浪共振的风险直接相关，因此水下振动分析必定要把附加质量加入质量矩阵。

在 CAE 与流体分析中的应用：在进行流固耦合（FSI）分析之前，先用本工具这样的解析解掌握附加质量的量级，有助于判断网格与时间步长是否恰当。基于理想流势流理论的附加质量也常用作 CFD 结果的合理性检查，以及对低频结构响应进行快速修正的输入。

常见的一个误解是"附加质量只是流体阻力的一种"。附加质量与阻力是完全不同的物理。阻力源于黏性与尾流（压差），在匀速时存在，是速度的函数。而附加质量只在加速时出现，与加速度成正比，即使在无黏性的理想流体中也存在——势流理论里阻力为零，附加质量却原封不动地保留。把二者混为一谈，会在写运动方程时弄错加速度项与速度项。

其次是"附加质量系数 Ca 永远是一个固定常数"的想法。本工具的 Ca 值是理想流体、无限大流域、刚体、特定加速方向这些前提下的代表值。实际上，靠近自由表面（吃水浅）或靠近壁面、海底时，Ca 会大幅变化。它还取决于加速方向——即使是圆柱，沿轴向加速时 Ca 也会小得多。在波浪频率较高的区域还会出现频率相关性。设计时需要选取与实际工况相符的 Ca。

最后是"附加质量和浮力一样都是密度效应，不必区分"的误解。浮力是静态力，即使物体静止也始终作用以与重力平衡。附加质量是动态惯性效应，物体不加速就不产生力。在水中支撑物体的计算用浮力，在水中加速或振动物体的计算用附加质量，二者必须分开处理。在固有频率评估中要注意：不是"浮力使其变轻"，而是"附加质量使有效质量增大"。