Spar平台是一种新型的海上采油平台,凭借其优良的性能和相对较低的造价,已经成为世界深海油气开采的主力平台类型之一。本文紧密联系工程实际,对Spar平台的发展状况、结构设计和运动性能进行了详细的论述。并且针对Spar平台的系泊系统和二阶绕射问题进行了深入的研究,编制了计算程序,求解了平台的系泊刚度矩阵和二阶差频波浪载荷。通过一系列计算和分析,得到了一些重要结论,为进一步研究Spar平台的低频慢漂响应打下了坚实的基础。主要研究内容如下:1、结合工程实际资料,以Spar平台结构形式的沿革为主线,详细论述了Spar平台的发展状况,着重介绍了各种类型Spar平台的结构特点、运动性能、经济性和优缺点,将Spar平台这一新型的海洋平台类型介绍给国内海洋工程界,填补了国内在这一研究领域内的空白。2、建立了Spar平台系泊系统的分析模型,以悬链线方程为基础,计入系泊索在变化的缆索张力下的应变,采用误差控制下迭代求值方法,求解了分段式悬链线系泊系统在平台发生水平位移和垂直位移时的非线性系泊力,进一步得到了Spar平台系泊系统的系泊刚度矩阵。按照上述理论和方法编制了计算单根系泊索系泊力的SEMA程序和计算系泊刚度的MMEA程序,并利用这两套程序,在不同预张力的初始条件下,对一座四索系泊Spar平台的系泊系统进行了分析,揭示了Spar平台整体系泊力随位移变化的规律,3、将Spar平台主体简化为大尺度的直立浮动圆柱体,对双频入射波作用下平台主体的绕射问题进行了深入的理论研究,并且采用边界积分方程法,对二阶差频波浪力进行了求解。首先引入环状Green源势函数,建立了求解二阶差频速度势的第二类Fredholm积分方程;对环状Green源势函数及其导数进行了解析求解,对其中的奇点进行了单独处理;采用近场数值积分和远场解析积分相结合的方法,解决了一直困扰人们的无限自由表面积分项的问题。最后,利用边界元法求解边界积分方程,得到了二阶差频波浪力的二次传递函数,为Spar平台的低频水平慢漂问题的处理提供了依据。