近年来,随着社会进步和工业发展,陆地油气资源已难以满足人类对能源的需求,人类对海洋油气资源的勘探开发逐渐从浅海走向深海甚至超深海。FPSO（浮式生产储卸油装置）作为集生活设施与生产设施于一体的大型海上石油生产装备,具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储卸油能力大、良好的经济性等优点,因此FPSO的水动力性能研究成为海洋工程领域的热点之一。本文基于三维势流理论,建立了FPSO船体水动力分析模型,在频域范围内对FPSO的水动力性能进行数值预报。针对FPSO设计了三段组合形式的系泊系统,基于卡明斯理论,通过时频转换方法,对FPSO船体及系泊系统开展时域耦合分析。另外,基于耦合动力分析方法,对多浮体系统在尾输卸载方式下的水动力特性进行研究。最后基于SCR布局基本理论和集中质量法,设计了应用于FPSO生产系统的立管布置形式,考虑海床土体的塑形变形和吸力效应,基于双曲割线土体刚度公式,运用考虑土体弱化的非线性滞回模型研究管土相互作用过程,建立了FPSO船体、系泊系统、立管及非线性海床组成的全耦合模型,研究SCR的非线性动力响应。研究结果表明,FPSO各个自由度方向上受到的二阶漂移力变化体现了非线性特点。FPSO纵荡、横荡及艏摇运动呈现低频特性,容易与频率较小的二阶波浪漂移力发生共振;垂荡、横摇以及纵摇表现为波频运动,容易与一阶波浪力发生共振。SCR的有效张力和应力最大值均出现在顶端悬挂处,在管线的触地点附近产生较大的应力峰值,容易导致疲劳破坏的发生;立管垂向速度、垂向加速度在触地点附近迅速变化,导致惯性压缩载荷的急剧增大,由此产生的压缩载荷会引起局部动态屈曲;非线性滞回土体模型较为准确地模拟了土的塑性变形和管土相互作用过程,管土作用随立管运动变化十分显著且迅速,起初由于动力循环作用使得土体弱化,导致海底沟槽加深,在土体强度和刚度逐渐稳定后,管道运动达到平衡,海底沟槽变化减弱。串靠双体水动力相互作用对FPSO的运动响应影响较小,在环境载荷作用下,油轮的运动响应明显大于FPSO的运动响应,FPSO相较于油轮呈现出更好的稳定性。