近年来,随着人们对海洋资源、海洋空间开发利用的广度和深度不断扩展,海上浮体的结构形式和作业形式也日趋复杂,满足不同作业需求的超大型浮体被相继设计出来。这类结构通常被设计成多模块组合结构,单个模块的结构形式多种多样,但整体而言均可视为多刚体结构。与常规的多浮体系统类似,这类结构物的各模块之间在波浪作用下存在强烈的水动力干扰作用;同时,由于其巨大的尺寸,整体而言其结构又存在相当大的柔性,结构变形对流场的影响不可忽略,在研究其响应时,必须采用水弹性理论进行分析。本文首先对三维势流理论进行了整理归纳,并在此基础上,结合一些算例,分别讨论自由液面阻尼、不规则频率问题对多浮体水动力计算结果的影响,并对比了三种常用的二阶波浪力计算方法数值结果的差异,并分析了浮体间距对多浮体系统水动力性能的影响。经典的三维水弹性理论主要基于模态叠加法的思想,难以处理非线性结构、非线性载荷以及非均匀海洋环境等复杂问题,存在一定的局限性。本文在总结多体水动力理论的基础上,通过将连续的超大型浮体划分为多个刚性子模块,模块所受的波浪激励力及计及模块之间水动力干扰的水动力系数采用三维势流理论求得,模块之间采用弹性梁连接,建立了能够用于分析超大型浮体水弹性响应的时域方程,并能够计及非线性二阶波浪力、非均匀海洋环境等因素的影响。通过与经典的三维水弹性理论结果进行对比,本文建立的水弹性分析方法的可靠性得到了验证。在此基础上,进一步研究了非均匀入射波浪及二阶差频波浪力作用下,多浮体系统的水弹性响应。研究结果表明,二阶差频波浪力引起的水弹性响应相对较小;而非均匀海洋环境可能会对多浮体系统的水弹性响应产生显著影响,在预报多浮体系统水弹性响应时,有必要考虑非均匀海洋环境的影响。