近年来,随着我国工业化进程的加快,对原油的需求不断加大,加强国家战略石油储备已是大势所趋。战略石油储备方式主要包括5种：地上浮顶油罐储备方式、地中式油罐储备方式、地下岩洞储备方式、地下盐穴储备方式和海上储油基地。根据我国实际情况,综合比较各种石油战略储备方式的优缺点,认为采用以海上战略石油储备为主的多样化储备方式更加适合我国人口密度、地理环境和工业分布状况的特点。据此,本文结合海上战略石油储备基地的概念设计模型,分别针对超大型浮式储油船、系泊系统和防波堤的水动力性能进行研究。首先,利用三维势流理论和高阶边界元法,在频域内计算了浮式储油船的一阶水动力参数,并使用粘滞阻尼线性化方法计算出储油船的垂荡响应；其次,建立结合系缆桩-缓冲系泊系统和浮式储油船的时域耦合模型,分析了在风、浪、流的联合作用下储油船的各种水动力性能,并且与自由漂浮状态下的储油船数值模型进行了对比；然后,在二维数值水槽中采用计算流体力学(CFD)的推板造波和数值海绵层消波技术实现数值造消波,研究固定防波堤的消浪性能,进一步分析浮式系泊储油船在外侧防波堤维护下的水动力特性和运动响应性能；最后,利用梯形和二、三阶数值迭代法计算防波堤的运动规律,建立浮式储油船和运动防波堤的耦合模型。将全自由度分块结构移动网格技术应用于耦合模型水动力性能的数值模拟中,进一步探讨了在防波堤运动条件下储油船的时域动力特性和运动响应。通过计算分析可以得出,在规则波和不规则波的作用下,配有系缆桩-缓冲系泊系统的浮式储油船的运动和波浪力特性,以及系泊(锚链和护舷)力的变化规律,从而为浮式储油船和系泊系统的布置和设计提供理论依据。此外,通过研究发现,固定防波堤内部的消浪效果较为显著,使得储油船的水动力特性有了明显改善。在此基础上,通过分析运动浮式防波堤的运动特性,比较了防波堤固定和运动状态对储油船的水动力性能影响,以期能够使所得结论用于海上储油基地的防波堤工程设计中。