本文结合我国发展需求，展开了关于浮式海上风机的研究。在五十米至八十米水深的深海和浅海间的过度海域，传统的Spar式浮式基础由于吃水过深、排水体积过大而不再适用。为了利用该海域的海上风能，减少海上风能成本，本文设计了一种新型海上风机浮式基础。针对该浮式基础，本文建立了风机-塔柱-基础-系泊线耦合的分析模型，对其施加包括二阶波浪力在内的水动力载荷及空气动力载荷，开发了一种耦合动力响应预报的数值工具。为了研究二阶差频波浪力对浮式基础运动响应的重要性，研究工作建立了一阶和二阶两种耦合分析模型，并对数值工具的模拟能力进行验证。运用本文开发的数值工具，研究工作对所设计的新型浮式基础的六个自由度响应进行了空气动力-水动力时域耦合分析。根据海上风机作业情况，使用一阶和二阶模型分别模拟海上风机在工作和自存两种海况下的运动，分析二阶差频波浪力对浮式基础运动响应的影响，以及浮式基础在不同载荷作用下的运动性能。通过对比运动响应的时间历程、响应谱和缆绳张力的统计值，可以发现二阶波浪力对海上风机运动响应和缆绳受力有明显作用，计算中不应忽略，否则可能会影响海上风机的作业和自存安全。其中工作海况下由于存在风机的空气动力载荷，主导了运动响应，因此二阶波浪力的作用没有自存海况下显著。海上风机受到水动力载荷和风载荷的联合作用，受力复杂，环境载荷的入射方向会对运动响应造成影响，为了研究风机系统在不同方向环境载荷作用下的响应情况，本文进行了五个入射角的模拟分析，分别对比了入射角在工作海况和自存海况下对运动响应的影响。由于风机在作业时控制系统会对叶片桨距角进行调节，使发电机保持额定功率。当控制系统发生故障时会出现叶片桨距角失衡情况，它是发电机转轴扭矩发生激增的重要原因之一。在对控制系统失效的事故情况模拟后，通过与正常作业情况的六个自由度响应时间历程和响应谱进行对比，发现桨距角失衡主要激发了浮式基础横向的响应，它与横荡、横摇和首摇更相关。同时可以看到这三个方向上变桨失效后明显的瞬时响应。在叶片桨距角出现故障时，在转子旋转频率和二倍频率上横摇和首摇方向出现激振，相应地，塔柱底部的横向载荷有重要的变化。