风能是一种可持续利用的清洁能源,具有分布范围广,开发空间足,无污染等优点。随着陆上风电资源的有效利用,海上风电的发展已经成为各国风电发展的新战略。基础结构作为风电机组的重要支撑构件,其安全性影响到风力发电机组能否正常运行,其中船舶碰撞是影响风电基础安全性的一个重要因素。目前国内外模拟船舶碰撞大多采用传统的有限元方法,存在求解时间长,计算收敛难等缺点。本文使用向量式有限元理论,系统的研究了海上风电基础与船舶的碰撞反应,得到一些有意义的结论,为今后海上风电基础的设计提供参考。本文完成的研究内容包括:(1)应用向量式有限元的梁单元理论,推导出海上风电基础静力分析和船舶碰撞分析公式,应用Matlab编制了相应的计算程序,并与通用的有限元软件ANSYS进行对比分析,验证了本文计算程序的正确性。(2)以某3MW海上风电单立柱三桩基础结构为研究对象,考虑风电基础所受到的工作荷载和海洋环境荷载,利用向量式有限元程序分析了海上风电基础的静力力学特性,探讨了海上风电单立柱三桩基础的应力和位移分布规律。(3)采用向量式有限元理论分析了单立柱三桩基础与船舶的碰撞过程,探讨了不同船舶吨位和碰撞速度对单立柱三桩基础碰撞后的位移、速度、应力、碰撞力和结构动能的影响。