近年来,随着人们生活水平的不断提高及其对鱼类蛋白需求的增加,水产养殖产业得到了快速发展。然而,过度的渔业捕捞以及近岸海水养殖空间趋于饱和促使海水养殖由近岸向深远海发展。为了适应深远海水深、浪高、流急的复杂水动力环境,一种由浮筒、立柱和网衣相结合的新型半潜式养殖平台应运而生。目前,针对半潜式养殖平台在水流和波浪作用下的水动力基础研究比较匮乏,包括水流条件下半潜式养殖平台的倾斜问题,柔性网衣对半潜式养殖平台水动力响应的影响,波浪条件下半潜式养殖平台对波频的敏感性,养殖平台内部的流速分布机理以及养殖平台内部养殖鱼适流区域的评估等,这些科学问题均未得到解决。因此,针对以上问题,本文采用物理模型试验和数值模拟方法对半潜式养殖平台在水流和波浪作用下的动力响应、流场分布特性以及养殖鱼类的适流区域进行了详细、全面的分析和研究。主要研究内容如下:首先,基于物理模型试验开展了水流和波浪条件下半潜式养殖平台的水动力特性研究。针对半潜式养殖平台的各部分:主体框架、柔性网衣和锚碇系统,分别应用重力相似、变尺度的网衣重力相似和弹性相似进行缩放并构建试验模型。在此基础上,进一步分析不同流速条件下半潜式养殖平台的倾角和锚绳力的变化规律以及规则波和不规则波浪条件下,波高、波浪周期、吃水深度对半潜式养殖平台动力响应的影响,并详细探究了柔性网衣对半潜式养殖平台纵荡、升沉、纵摇和锚绳力的影响。其次,建立了波浪条件下半潜式养殖平台水动力响应数值模型。综合利用势流理论计算作用于主体框架上的波浪力和莫里森方程计算作用于网衣上的波浪力,并结合运动控制方程求解半潜式养殖平台在波浪荷载作用下的运动响应。将数值模拟结果与物理模型试验数据相对比,验证了数值模型的可靠性和准确性。基于该数值模型,进一步分析了规则波条件下波长、吃水深度、系泊形式以及不规则波条件下波浪频率对半潜式养殖平台的影响。然后,建立了水流条件下半潜式养殖平台流速分布数值模型。采用计算流体动力学的方法,并结合多孔介质理论,实现了半潜式养殖平台内部及周围的流速分布和水阻力计算。基于该数值模型,研究了不同来流流速和网衣密实度对半潜式养殖平台内部及周围流速分布的影响,并进一步探究了养殖平台附近的低流速区域,且对作用于主体框架和网衣上的水阻力以及作用于半潜式养殖平台迎流侧和背流侧的水阻力进行了量化分析。最后,基于半潜式养殖平台减流结构内部流场数值模拟与鱼类耐流性试验,构建了养殖设施适鱼性评价模型。为了给养殖设施内的鱼类在急流条件下提供一个庇护场所,本文研究了一种半潜式养殖平台减流结构,并重点关注了减流结构的三个参数对流场、水阻力和养殖体积的影响,即中部网衣高度、网衣倾斜角度和网衣密实度。在减流结构内部流场研究的基础上,结合鱼类耐流性试验,构建了养殖设施适鱼性评价模型,实现了以养殖鱼类适应性为优化目标的减流结构参数优化方案,并对减流结构内部养殖鱼适流区域的有效养殖空间进行了定量分析和效果评价。