随着社会主义现代化建设不断向前推进,我国经济发展进入新常态,环境承载压力已经接近极限,因此必须顺应国民大众对绿水蓝天的期待,重视生态环境,形成低碳循环发展观念。天然气作为一种安全高热的清洁能源,在实现经济可持续发展、建设良好生态和能源结构转型等战略目标中起到的作用重大。FSRU(Floating Storage and Re-gasification Unit,浮式LNG接收存储再气化装置)是应用最广泛的海上浮式液化天然气接收终端,将越来越广泛地应用于为电厂和普通城市用户供气。FSRU单船码头系泊状态和LNG旁靠卸料状态的作业和安全停靠性能与系泊缆张力、靠垫挤压应力和船体6自由度运动等参数相关。因此,研究FSRU在恶劣海况下码头系泊的水动力性能对FSRU的设计工作有着重要作用。本文选用一艘正在设计的FSRU及其码头系泊系统为研究对象,结合经典势流计算和水池模型试验的方法,在码头处海洋环境条件下,对船舶运动、系泊缆拉力、靠垫应力等进行了详细分析。对于FSRU码头系泊的水动力分析,根据经典势流理论,在频域内计算FSRU分别在空载、10%装载、30%装载、50%装载、70%装载和满载下的水动力参数。结果显示:不同装载装载状况下,RAO曲线变化趋势和形状大体相同,部分曲线幅值存在一定差异。利用频域计算结果进行FSRU码头系泊的时域耦合分析,获得FSRU在不同装载状况下的6自由度运动、系泊缆拉力和靠垫压力的时历响应,得到整个系泊系统水动力性能参数。结果显示:横浪条件下,系泊缆和靠垫最大受力大于其他角度的最大受力;30%液体装载状况下,系泊缆和靠垫最大受力大于其他装载的最大受力。更进一步,建立FSRU-LNGC的多浮体系统的数值分析模型,对旁靠卸载时系统的水动力性能进行分析,得到系泊系统水动力参数的时历响应,计算结果显示:FSRU装载增加,LNGC装载量减少,对两船运动最大幅值变化趋势具有相反的效果。为了验证FSRU码头系泊的水动力性能,在一年一遇海况下,设计了相应的水池模型试验,对数值分析的结果加以验证。水池模型试验内容包括静水衰减实验、白噪声实验和风浪流联合实验。将实验结果与数值计算结果对比,结论为:数值方法对FSRU单船系泊的船舶运动和系泊缆拉力的预报良好,可以作为设计依据,参考时应将数据加大10%进行修正,而LNGC旁靠时FSRU的码头系泊系统的计算预报有一定偏差,只能作为参考而不能作为设计依据。最后,本文根据模型试验和数值模拟的结果对系泊系统安全性能做了评估,评估结果认为:除LNG船靠泊时,FSRU与码头之间缆绳应力合乎要求外,其他状况下缆绳或者靠垫受力均超出了安全范围。综上所述,本文对FSRU码头系泊展开了系统性研究,得到了关键结论,同时提出了可行的改进建议,对工程实践具有一定指导意义,为FSRU及其系泊系统的设计和改进提供了充分参考依据。