水下系泊浮筒平台一般由悬浮在水中一定深度的系泊浮筒、锚固于水下基础的系泊索、放置在平台上的声纳传感器以及岸边基站信息处理与识别系统组成。这种管线结构代表着一种全新的水下监测系统,与传统水下监测装置的区别是它提供了一种长期、定点、无人值守的水下环境要素监测方法。结构通过自重、水的浮力及锚固力之间的平衡悬浮在水中适当深度。针对大坝、港口和近海海岸狭长的特点,水下系泊浮筒平台具有其它水下监测系统无法比拟的经济优势和潜在的应用价值。　　系泊浮筒平台一般比较长,其在几何上呈现出明显的非线性。结构在重力、浮力、锚固力以及波流载荷共同作用下,可能产生较大的变形以及横滚幅度,这无疑对系泊浮筒结构的安全性、工作稳定性产生较大的影响。卡环连接结构是系泊浮筒结构体系的重要组成部分,其在波流载荷的作用下容易产生疲劳破坏,对系泊浮筒卡环接触部位进行疲劳可靠性研究是本论文研究的重点。同时,鉴于波流载荷对系泊浮筒稳定性和可靠性的重大影响,通过对不同截面进行水动力分析,选取适当的系泊浮筒截面以减小波流载荷的影响是本论文又一个研究内容。　　针对以上问题,本论文主要进行四个方面的研究工作,研究内容包括系泊浮筒流体载荷计算、波浪作用下系泊浮筒静力、接触疲劳寿命分析以及系泊浮筒水动力分析,论文各部分具体分析内容如下:　　1)给出了利用波浪理论和Morison方程计算系泊浮筒管段结构流载荷、波浪载荷的简化计算方法,为后续系泊浮筒管段的静力分析、卡环连接结构非线性接触分析以及疲劳分析提供必要参数取值依据。　　2)将浮筒管段浮力、自身重力、定常流作用力以及波浪载荷等效为线载荷,不考虑波流耦合作用的影响,以线性叠加的方式施加在浮筒管段上,开展了浮筒管段静力分析、卡环连接结构非线性接触分析,研究了系泊浮筒在外界激励作用下,浮筒管段的变形、横滚幅度以及卡环接触应力。为浮筒结构安全性、可靠性设计提供了依据。　　3)在系泊浮筒卡环连接结构非线性接触分析的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,根据 Miner线性累积损伤理论,建立系泊浮筒卡环接触疲劳分析模型,详细阐述了卡环接触疲劳评价过程,研究了系泊浮筒在几种海况作用下的疲劳寿命。　　4)采用标准两方程k-ε紊流模型,利用计算流体动力学软件FLUENT对系泊浮筒管段绕流场进行了数值模拟,得到了系泊浮筒各基本类型断面的绕流压力分布、速度分布以及阻力系数,研究了阻力系数随系泊浮筒断面形状变化规律。通过对各种类型断面的阻力系数进行综合比较分析,为系泊浮筒管段断面设计提供指导建议。