随着社会经济的高速发展,人民生活水平也随之提高,我们对各种能源需求量越来越大。在国民经济的发展中,能源在交通运输、社会生产、人民生活等方面必不可缺少,因而能源问题成为现在社会经济发展的瓶颈。在我国渤海海域,已有多条FPSO投产使用,其所服役的油田产量可观、经济效益高和作业高效。大多数采用的系泊方式是软钢臂单点系泊系统,问题的关键是在于能否保证FPSO在服役期间安全作业,这对我国的海洋石油装备的发展有举足轻重的意义。本文基于三维势流理论,采用多体动力学分析方法,在有限水深的基础之上,主要对16万吨级FPSO的软钢臂单点系泊系统进行了水动力响应研究分析。首先建立软钢臂单点系泊系统以及船体的多体耦合模型,计算分析只在波浪作用下的RAO响应规律以及附加质量和辐射阻尼曲线的变化趋势等,并研究了软钢臂单点系泊系统的刚度曲线,是呈双非线性关系。然后分别设计了三因素五水平的软钢臂结构参数和风浪流入射角参数敏感性分析的正交试验,研究各试验下影响的主要水平因素、软钢臂结构参数的较佳组合和危险工况的组合。最后对系泊腿的上铰点建立有限元模型,进行了疲劳寿命的预估,并利用TLD减振系统对软钢臂的压载水箱进行了结构上的改良。本文的主要结论如下:（1）软刚臂单点系泊系统是一个非线性多刚体系统,其水平回复力与水平位移并不成比例关系,呈现双非线性特点。（2）在软钢臂结构参数敏感性分析的正交试验中,当系泊力最小时,单点系泊性能较佳,因此软钢臂结构改进后的主尺度参数分别是:软钢臂长度40m,压载水箱重量650t,软钢臂张角44°;（3）在环境载荷风浪流入射角参数敏感性分析的正交试验中,试验结果表明影响FPSO纵荡和纵摇响应的主要因素分别是浪向角和风向角,以及影响系泊腿横摇的主要因素是浪向角。（4）根据数值模拟结果,表明横舱式软钢臂单点系泊系统能更好地满足大吨位的FPSO系泊性能的要求,同时也适用于MTLD减振系统的改良,即在压载水箱内部划分若干个小水箱,能增强单点系泊系统的减振效果。