附加浮筒的新型悬链线系泊系统既保持了悬链线系泊系统的优点,也克服了因系泊缆自重过大而导致水平系泊效率低、平台有效载荷小的缺点,扩大了悬链线系泊系统在深水和超深水海域中的应用。浮筒的存在,对系泊缆作业过程中出现的松弛-张紧特性和运动响应势必会有一定的影响,而系泊缆的交替松弛-张紧现象有可能会对缆绳系统造成破坏,同时影响平台作业的稳定性。因此研究附加浮筒对系泊缆松弛-张紧特性及其运动响应的影响尤为必要。本文针对附加浮筒的悬链线系泊系统进行了数值模拟研究,主要工作包括以下几个方面:(1)应用集中质量法建立了带浮筒悬链线系泊缆的运动微分方程,介绍了Newton-Raphson法求解非线性方程组的基本思路,求解了带浮筒系泊缆在XOZ面内的静态构型与系缆各分段张力分布情况,分析了浮筒大小以及安装位置对系泊缆静态构型和静张力分布的影响。(2)应用Newton-Raphson迭代法结合Howbolt差分格式,求解了附加浮筒系泊缆的动张力和各节点的运动响应,分析了无浮筒系泊系统的松弛-张紧特性。研究结果表明,当系缆上端点运动频率或运动幅值大到一定程度时,系泊缆会出现交替的松弛-张紧现象,且发生松弛-张紧现象的系泊缆单元段为靠近锚固端一侧的连续段;系泊缆的松弛现象是从锚固端开始的,自下往上传递,在一定的时间后,传递至某个位置;而系泊缆从松弛到张紧的变化则是从系泊缆上端某个位置开始,自上往下传递,在一定的时间后传递至锚固端。(3)研究了浮筒对系泊缆松弛-张紧特性、松弛-张紧交替过程、冲击放大系数、动张力最大值及出现的位置、海底躺链长度、节点运动特性等六个方面的影响。研究结果表明:在海况极端平台运动剧烈时,附加浮筒过大有可能引发靠近平台端的单元段出现更具危害的松弛-张紧现象,靠近平台段端单元段的松弛-张紧交替过程与靠近锚固端单元段的松弛-张紧交替过程相反;附加一定大小的浮筒可以降低系泊缆出现松弛-张紧现象的可能性,减小系泊缆的冲击放大系数值,甚至可以避免出现松弛-张紧现象;此外附加浮筒能减小系泊缆的动张力最大值,同时改变其所出现的位置;附加浮筒也有利于保证躺链的安全长度,对系泊缆不同位置节点的运动响应产生不同的影响。(4)以系泊缆的松弛-张紧特性和冲击放大系数最大值为依据,研究了几种不同参数浮筒的最佳安装位置,研究结果表明:不同大小浮筒的适宜安装位置并不一致,总体趋势上,浮筒越大,其最佳安装位置越靠近系泊缆上端点。当浮筒安装位置选取不当时,在极端海况下有可能引发靠近平台端的单元段出现松弛-张紧现象,这对缆绳的安全性和平台作业稳定性都会产生不利影响。本文的研究工作在一定程度上证明了通过附加浮筒的方式扩大悬链系泊系统在深水和超深水海域中应用的可行性,能为深水悬链线系泊系统中浮筒大小和安装位置的选取提供一定的指导意义。