张力腿平台（TLP）是重要的深海油气开采设备。在一定来流条件下,TLP的立柱后缘出现周期性的交替旋涡脱落,致使立柱受到垂直于来流方向的升力和平行于来流方向的阻力作用,从而使TLP产生涡激运动。涡激运动会导致TLP产生大幅度往复位移,显著增加平台结构和系泊系统的负载。有关涡激运动响应的研究属于TLP动力响应分析中的热点和难点问题之一。TLP在波、流等海洋环境载荷的影响下,会产生更加复杂的涡激运动特性。同时,在TLP涡激运动过程中,系泊系统会与平台主体发生复杂的耦合作用,影响平台主体的运动。因此,考虑TLP主体与系泊的耦合,分析TLP在波、流作用下的涡激运动响应特性,对于保证TLP的作业安全有着重要的意义。针对这些问题,本文以南海TLP为研究对象,对TLP涡激运动的现象和机理展开研究工作,主要内容及成果如下:首先开展TLP绕流试验研究,关注固定模式下TLP的流体力系数和尾迹模式,利用计算流体动力学方法对TLP的绕流进行了数值模拟,验证了试验准确性。分别测量和计算了三种来流角度和多个折合速度条件下TLP升、阻力系数的变化,研究上游立柱对下游立柱尾涡形成和发展的影响,分析得到TLP的旋涡脱落频率特性。在对TLP固定绕流特性研究的基础上,开展全尺度模拟下的TLP涡激运动水池试验,关注系泊模式下TLP的运动特性。测量和计算了均匀流作用下TLP的涡激运动位移,揭示涡激运动的锁定规律。通过数值模拟,验证了均匀流作用下,TLP在较大折合速度范围内持续发生剧烈的涡激运动。同时,对比了不同来流角度下TLP的涡激运动轨迹模式。分析了平台主体与系泊系统的耦合作用对TLP涡激运动的影响,归纳出系泊系统对平台主体多自由度运动的影响方式。进一步的,为关注更加复杂的海洋环境载荷对TLP涡激运动的影响,开展了波流联合试验研究。分析了特殊剖面流对TLP涡激运动幅值的影响。针对一年一遇和百年一遇的海况条件,对TLP涡激运动响应进行预报,研究波浪对TLP横荡、纵荡运动幅值的影响及规律,并对系泊系统和立管的受力进行研究。本文基于大量模型试验和数值模拟工作,归纳了TLP涡激运动响应的特点,揭示了涡激运动的发生机理,总结了涡激运动的现象与规律。本文的研究工作对我国TLP的设计与优化具有重要的工程价值和指导意义。