为了满足能源的需求,降低对单一石油能源的依赖,我们迫切地需要一种绿色环保的可再生资源。作为一种有着几千年开发史的能源,风能的利用再次受到了世界上各个国家专家学者的重视,如何利用风能成为研究重点。本文概念性地设计了一种Spar型浮式垂直轴风力发电机,首先对浮式基础的结构参数进行敏感性分析,确定浮式基础的主要结构参数;并计算了风机系统的环境载荷与系泊系统的恢复力。其次,通过CFD软件FLUENT,建立风机浮式基础的结构计算模型,模拟结构的横荡、纵摇、垂荡三个自由度的自由衰减运动,并由位移的衰减曲线进一步求解结构的附加质量和一次、二次阻尼系数。然后,基于水动力软件SESAM,利用GeniE模块建立风机浮式基础的计算模型,利用HydroD模块计算结构的耦合附加质量,并计算得到结构承受的波浪载荷和结构的运动响应。最后,以动力学平衡方程为基础,分别建立结构运动方程,分析二次阻尼对结构运动响应的影响,求解海上浮式风机在规则波中的耦合运动响应,并就几种特殊的工况进行了计算与分析。本文的研究结果表明:本文设计的Spar型垂直轴浮式风力发电机在各工况下的运动响应符合设计的目标;采用CFD方法得到的非线性阻尼计算得到的风机系统垂荡方向的运动响应比势流理论计算得到幅值的小得多;气动载荷对于Spar型垂直轴浮式风力发电机的纵荡、纵摇响应影响较大,对垂荡影响较小;波浪载荷对各自由度的运动响应均有较大影响。