适用于深海油气开发的浮式平台已成为各国学者及工程师关注的重点。浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading unit,FPSO)作为一种经济性良好的浮式平台在我国有广泛的应用前景。FPSO的运动性能决定了 FPSO的采油设备的设计,是FPSO设计的关键技术之一。决定FPSO运动性能的关键问题包括非线性波浪及风流力计算、系泊系统对FPSO的耦合作用两个主要内容,FPSO的纵荡、横荡为低频运动,准确计算二阶差频波浪力十分必要,而系泊缆索的作用存在明显的非线性,开展以上研究对准确预报FPSO的非线性运动性能十分必要。本文以FPSO的非线性运动作为研究对象,采用势流理论开展了二阶波浪力的计算研究,同时以三维梁单元模拟系泊缆微段,考虑了系泊缆索对FPSO运动的耦合作用,最后开展了系泊状态下的FPSO非线性耦合时域运动分析。本文首先开展了 FPSO的非线性波浪力计算研究,基于一套三维线性频域势流理论程序对算例FPSO的水动力系数、波浪激励力、线性运动响应进行计算,通过相关计算结果与AQWA软件结果的对比,验证了该计算程序计算结果的准确性。在此基础上,本文基于一阶势的二阶力理论,并引入二阶差频绕射力的近似计算方法,推导了二阶和频力和差频力传递函数的计算公式并编制了相关计算程序,通过计算验证了本文的二阶定常力、二阶差频力传递函数与二阶和频力传递函数计算结果与AQWA软件的一致性,并分析了一阶势二阶力中各成份对定常力,以及二阶差频绕射力对二阶差频力传递函数的影响。随后,本文采用三维梁单元模拟系缆微段,建立了梁单元受力变形求解方程,并推导了相关非线性方程的求解,采用编程语言Fortran编制了相关计算程序,对算例系泊缆索的受力变形进行了计算分析,并与相关文献的计算结果进行了对比验证,在此基础上,分析了不同流速下系泊缆索的张力和变形情况。在前两部分的基础上,将自由浮体时域运动方程和系缆张力变形方程结合,构造系泊浮体在波浪中运动的时域耦合运动方程,结合前面的内容,给出了运动方程中各种力的计算方法,以及运动方程的时域求解方法,在此基础上编制了 FPSO的非线性时域耦合运动方程,并对算例FPSO的非线性运动进行了求解,通过与AQWA软件结果对比,验证了耦合计算程序的准确性。最后分析了波流对FPSO耦合运动的影响。