近年来,随着深海资源的开发,人类对半潜式海洋平台的需求日益提高。传统的半潜式平台大多是对称结构,平台浮体加立柱的特殊结构可有效抵抗风浪影响,极大提高耐波性。然而,这种结构的平台也有一定的缺陷,其垂荡值往往较大,因此本文基于某非对称结构的半潜式起重平台进行研究。该平台使用了一大一小两个浮体,将两台起重机置于大浮体一侧,使得起重作业时能够更加靠近目标物体,大大提高了工作效率,同时,该平台在海上作业时,通过自身压载水的调整、借助于船体自身及艏尾的特殊设计,能够在吊载过程中保持良好的稳定性。由于目标平台结构的不对称性,在面对不同方向的来流时,其所受载荷以及运动情况往往是不同的,较大的环境载荷以及运动响应将严重威胁平台人员及设备的安全。此外,在复杂的海洋环境中,由于平台特有的多立柱结构,当波浪与平台相遇时,往往伴随着较强的水动力干扰,大大增加了波浪砰击甚至甲板上浪的概率。因此,本文基于粘流理论利用CFD软件FINE/Marine对非对称半潜式起重平台分别在作业、起重、自存三种工况下的风流载荷进行了数值计算,着重考虑了来流角度以及平台的不对称性对其的影响;以作业工况为例,利用CFD软件FINE/Marine对平台在不同浪向和波浪周期下的运动响应进行了预报,同时对立柱的波浪爬升、砰击载荷以及波浪干涉等特性进行了数值研究,主要的研究工作和分析结果如下:(1)非对称半潜式起重平台风流载荷预报。首先选用在上海交通大学进行过外载荷模型试验的某半潜式平台模型进行了数值方法验证,通过将数值模拟结果与试验结果进行对比,得出流载荷数值模拟误差小于5.34%,表明数值方法可用于本文数值模拟计算。然后分别对平台三种工况不同流向角下的载荷进行了计算,结果表明:三种工况下平台流载荷变化规律大致相同,最大流载荷出现在起重工况240°流向角;由于起重平台艏尾以及左右浮体的不对称性,当流向角为0°及180°时,横向力并不为0,同理90°及270°流向角下起重平台也有部分纵向力的存在,此外上游立柱对下游立柱以及左右浮体之间在各个流向角下的遮蔽情况皆不相同,90°流向角时上游立柱对下游立柱的影响最为严重。(2)非对称半潜式起重平台波浪中运动性能研究。以作业工况为例,对规则波作用下非对称半潜式起重平台的运动性能进行了数值研究,结果表明:非对称半潜式起重平台的垂荡自由度受波浪周期的影响较大,对浪向角并不十分敏感,垂荡运动最大与最小幅值相差仅为0.338m,而纵摇、横摇两个自由度对浪向较为敏感;此外,作用在起重平台上的水平波浪力随着波浪周期的增大而增加,当浪向角为180°周期T=12s时水平波浪力达到最大值。(3)非对称半潜式起重平台波浪爬升与立柱砰击及波浪干涉研究。针对平台立柱的波浪爬升、砰击以及波浪干涉特性,分别讨论了不同浪向下前后立柱迎浪面以及立柱周围的波浪爬升;分析了立柱砰击载荷的变化规律,同时对立柱所围内场区域在不同浪向下的波面变化情况进行了研究,结果表明:立柱迎浪面的波浪爬升在各浪向角下的变化规律一致,皆随距立柱距离的变小而逐渐增大直到到达立柱表面;短周期时,前后立柱近壁面处的波浪爬升幅值大于长周期;立柱受到的砰击载荷主要集中在水线上方一定范围,且随着距离自由液面高度的减小而逐渐增加;迎浪和横浪时,波浪爬升沿立柱四周曲线大致呈“W”型分布,立柱背浪面通常会出现第二峰值;斜浪作用下的内场波面干涉现象较为严重,最大波面升高发生在150°浪向角时,大致为入射波幅的1.86倍。