海洋资料观测浮标是科研人员获取海洋环境信息、水文信息、海洋气候信息,量取环境数据的常用观测装置,浮标内部往往需要搭载诸多测量系统和通讯系统。合理的浮标体外部结构设计可以帮助改善浮标工作性能,延长浮标使用寿命,提高数据测量精度。为保证浮标内部各系统能够正常稳定连续地运行,使用者往往会严格限制外部搭载体的运动姿态、受力状态以及运动范围,因此,通过优化浮标外形提高结构水动力稳性对保证浮标内部各个系统连续稳定运行有着重要的意义。为得到稳性优异的浮标结构,本文设计了一款小倾角浮标。文中借鉴了小水线面这一概念,并提出了使用浮力储备舱、辅助浮力储备舱提高浮标浮标稳性的设计新思路,最终设计了一款具有小水线面的高稳性小倾角浮标。为了确定结构中各个部分的尺寸,本文分别使用船舶理论计算方法以及AQWA流体仿真软件模拟方法,计算并对比了不同尺寸设计方案的浮标水动力性能之间的差异,挑选稳性最优者作为最终结构优化设计方案,同时对小倾角浮标在波浪中的受力状况进行详细研究。通过应力分析,对浮标结构强度进行计算校核,完善设计方案。为验证本文设计的具有小水线面的小倾角浮标结构是否具有良好的稳性,本文根据相似准则设计并进行样机实验,测量了特定波高下,浮标结构对于不同周期波浪的响应情况,以及不同波浪幅值条件下浮标的响应;同时,结合系统仿真结果,最终得出结论:在四级海况条件下,本文设计研究的小倾角浮标具有良好稳性,对同类型浮标设计具有指导意义和参考价值。