渤海油田在我国海上石油开采中占有重要地位,工作在该区域的大型浮式生产储油船(FPSO)适应的水深均较浅,所以采用软刚臂式的单点系泊方式,可以允许FPSO像风标一样环绕着单点自由转动。但有时由于施工的要求,需要使FPSO工作区域控制在一定的角度范围内,因此研究受风浪流等环境载荷联合作用下浅水FPSO的运动响应、系泊载荷、水动力性能以及控制力等是十分重要的。本文首先基于三维势流理论,通过频域数值模拟计算FPSO的运动响应,并与文献中试验结果进行对比,以验证频域数值模拟的可靠性。然后用频域数值模拟得到不同水深条件下FPSO的水动力参数,以此来研究浅水条件下FPSO的水动力特性。对FPSO进行动力耦合分析,求得不同载况FPSO的运动,以及所受到的外部环境载荷和软刚臂系统提供的系泊回复力,研究载况变化对其所受环境载荷及系泊力的影响。改变风速、流速、吃水环境参数,计算多种工况下拖轮定位过程中拖轮拖曳力及软刚臂系泊系统单点作用力,得到拖轮拖曳力及单点作用力的时历曲线。综合考虑拖曳力及单点作用力,择优选取最佳拖轮定位区域。计算结果表明,浅水大型FPSO具有非常明显的浅水效应,水动力参数及运动响应与深水比有很大的差异,因此在研究浅水大型FPSO的性能时需要考虑到水深对它的影响。在给定FPSO初始位置以及工作海域环境参数的情况下,可以计算出拖轮定位过程中任意位置处拖曳力及单点作用力的大小,为确定最佳的拖轮定位方案提供依据,具有较高的工程实用价值。