浮式液化天然气系统(FLNG)作为一种集海上天然气/石油气的生产、液化、储存与卸载功能为一体的新型天然气开发平台,具有开采灵活、可独立开发、可重复利用等特点。其水动力性能及其关键技术的研究是目前海洋工程领域的前沿课题,也是我国南海油气资源开发战略中的重要课题。本文选用一作业于南海荔湾3-1海域的FLNG系统作为研究对象,采用了模型试验和数值计算相结合的方法,对其水动力特性进行了研究。论文重点研究了FLNG液舱晃荡的影响。通过静水衰减试验和白噪声试验获得FLNG在不同载况下的衰减试验结果以及频域运动响应,同时采用了三维线性势流理论对液舱晃荡和FLNG之间耦合进行计算,并将75%装载量下的工况结果与实验结果进行了比对,取得了较好的一致性。在此基础上,对液舱晃荡的影响进行了对比计算分析。计算结果显示:液舱晃荡对较大装载量下的FLNG起到了一定的减摇作用,但同时也增大了横摇周期;纵荡和横荡运动受到液舱晃荡的影响,在液舱一阶固有频率附近产生较为明显的响应;液舱晃荡对FLNG纵摇和首摇的影响不显著,对垂荡的影响可以忽略;晃荡的影响对FLNG的附加质量影响较大,能够减小FLNG的平均漂移运动;不同的海况对液舱的减摇性能影响明显;迎浪角较大时,LNG舱壁压力值偏大,且分布受到了波浪相位的影响。在三维势流理论对FLNG的运动预报较为准确的基础上,对影响FLNG频域水动力性能的因素进行了探讨。通过计算分析,可得到以下主要结论:为方形系数较大的FLNG安装舭龙骨时,由于舭龙骨的宽度较小,对FLNG的减摇作用有限明显;LNG舱内液量的变化对纵荡、横荡和首摇的附加质量影响较为明显,对横摇势流阻尼影响较大;液量对FLNG的运动响应的影响主要体现在横摇和首摇;低液位下,LNG舱壁所受压力大于高液位的情况,且最大值出现在自由液面附近;LNG液舱内较小的液体密度仍然可以起到减摇的作用;与GTT型液舱相比,MOSS型液舱内的晃荡显著地增加了FLNG的横荡、垂荡、横摇、纵摇运动RAOs和纵荡以及首摇的平均漂移力,但其舱壁受到晃荡的压力较小。此外,通过水池模型试验和数值计算方法,对FLNG船体/单点系泊系统耦合水动力性能研究进行了研究。使用试验分析了时域液舱晃荡对FLNG运动的影响,使用数值计算分析了FLNG的锚泊受力特点。得到的结论有:在生存海况下,FLNG系统的运动平衡位置较工作海况下发生了较大变化,且随着波浪谱峰周期的增大,船体水平面内运动对系缆张力贡献增大;在南海百年一遇极限海况下,系泊缆所受的最大顶端张力为8344kN,为原设计破断载荷的44.1%,表明该系泊系统的设计是安全可靠的;对FLNG系统来说,50%装载量下所受到的风浪流总载荷达到了一个较大值,其锚泊系统受力较较低装载量和较高装载量下的锚泊系统受力为大。综上所述,本文对液舱晃荡对于船体运动影响等FLNG关键水动力性能展开了较为系统和深入的研究,为我国未来在南海海域应用FLNG,提供了有价值的技术支持。