水下生产系统受天气影响小,可靠性强,成为深水油气田开发的主要模式。水下生产系统需要经过准确的安装才能进行正常的生产活动,因此对水下生产系统安装过程进行受力分析及运动预测就显得非常重要。悬垂下放法(Pendulous installation method,简称PIM)使下放重物靠自身重力像钟摆一样垂放至接近海底,适用于在深水环境对较大重量物体进行下放。本文在分析深水中缆索、下放物体的受力基础上,基于多体动力学理论,建立了缆索有限段理论模型,并在与已有文献对比验证模型正确性之后,将此模型应用于功能舱下放理论研究。然后基于动力学分析软件ADAMS建立了管汇悬垂下放仿真模型,并在与已有文献对比验证模型有效性之后,进一步将此模型应用于功能舱下放仿真研究。然后为了加快建模仿真速度,开发了悬垂下放多刚体动力学仿真软件。进一步分析了流体速度、下放物质量和缆索总长度对下放过程的影响,还分析了常阻力系数与变阻力系数两种情况对下放过程的影响。本文研究内容可对新一代水下生产系统功能舱的下放提供理论指导。