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随着海洋油气资源开发技术的发展,浮式生产储油轮(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)的应用越发广泛,同时它的发展还有着大型化、深水化和高安全性要求的特点。波浪中FPSO的运动激励着其内部液舱中的液体发生晃荡,使其产生较大的晃荡压力,严重时对结构产生破坏,而晃荡的液货又影响FPSO的运动,两者相互影响,是一个典型的耦合问题。在现有的研究中,对于液舱晃荡问题通常较多关注于其内部自由液面的捕捉,对于运动响应与结构强度计算问题,通常将液货固化不考虑其液舱晃荡效应。而将两者结合考虑,分析液舱晃荡对运动响应和结构响应影响的研究还相对较少,需要进一步研究。本文基于三维频域与时域势流理论,对FPSO采用线性与弱非线性理论,对液舱晃荡采用线性理论,并采用新的水动力-结构载荷传递方法,在不考虑系泊系统的影响下,就液舱晃荡对FPSO运动响应与结构响应的影响问题进行如下几个方面的工作:1)围绕船舶在波浪中的运动与载荷预报、液舱晃荡问题、液舱晃荡与船舶的耦合这三个方面的研究,阅读大量国内外文献,对之前的研究进展进行了较为全面的回顾与综述;2)利用波浪理论、船舶在波浪中运动的势流理论和液舱内流场的势流理论,建立了船舶与液舱晃荡的耦合运动方程,并介绍了其数值解法,然后阐述了基于水动力-结构模型的载荷传递方法;3)基于线性频域势流理论,采用Hydro STAR软件,对一艘实验FPSO在不同载液率、不同浪向下的频域运动响应进行计算,通过与实验结果对比,验证计算方法的有效性,并分析不同载液率工况时,液舱晃荡对FPSO运动响应的影响规律。4)利用时域势流理论,通过HOMER软件,对FPSO采用弱非线性理论,对液舱晃荡采用线性理论,对FPSO在多个典型波浪频率下的运动响应和载荷进行时域计算,分析不同时刻液舱晃荡对FPSO的运动和载荷的影响规律,并讨论不同时刻液舱内的晃荡压力。5)建立结构有限元模型,应用水动力-结构载荷传递方法,将FPSO所受的波浪和液舱载荷传递给结构模型并利用HOMER软件中的Nastran模块进行结构应力计算,探究不同时刻液舱晃荡对FPSO整体和局部结构应力的影响规律,分析应力较大的区域并提出改进意见。