加快风电尤其是海上风电发展已成为推动我国社会能源转型、实现中华民族伟大复兴的重要保障。海上风电的发展有赖于针对海上特定环境设计的风机基础性能研究,开展浮式风机基础的水动力学研究对于开发水深超过50米以上的海上大功率风电开发意义重大。因此,研究海上浮式风机基础及其系泊结构在海洋动力环境尤其是极端波浪作用下的水动力特性,将对海上风电场的建设具有重要科学意义和实用价值。为此本文首先参考了国际电工协会关于OC4-Deep Cwind的具体参数和美国可再生能源实验室提出的NREL 5MW半潜式浮式风机基础的具体信息进行结构模型搭建,并基于水动力学的三维势流理论,运用Matlab和ANSYS-AQWA对风机平台开展水动力分析研究,得到不同环境下风机平台的RAO、附加质量、辐射阻尼等水动力系数,从而完成海上浮式风机平台的水动力数值模型搭建工作。其次,为了进一步考虑浮式风机在极端波浪作用下的安全性能,本文基于一种特殊的极端波浪——畸形波的生成理论,利用Matlab构建畸形波生成的数值模型,并通过ANSYS中的AQWA-Drift模块导入其波面时程曲线进行时域分析,考虑到浮式风机的垂荡响应对风机发电性能的影响较为严重,文中特别比较了浮式风机在规则波、普通随机波和畸形波作用下的垂荡响应,结果表明畸形波作用瞬间,系统的垂荡位移、速度和加速度都剧烈变化。本文还通过改变浮筒基础立柱形状、底面半径大小和透空率来探究基础立柱对浮式风机垂荡运动的影响,结果表明当基础立柱底面面积保持不变时,底面形状对浮式风机的垂荡运动响应影响相对较小;基础立柱底面半径越小,浮式风机的垂荡运动响应也越小;基础立柱透空率越大,对浮式风机垂荡运动的抑制作用也越好。最后,为了考虑实际海上风机的真实运营环境而开展风浪流对浮式风机的联合作用,以及系泊系统与浮式风机之间的耦合作用,求解风机的运动响应和系泊缆绳张力。由于风机的水平偏移量较大,本文采用了调整系泊缆长度和增加系泊缆数量的方式对系泊系统进行优化。在此基础上,考虑了系泊破断和极端海况下浮式风机的运动响应和缆绳张力的变化情况,本文的研究工作和分析结果可为水深较大的东海和南海海域浮式风机的初步设计提供相应的科学依据。