随着人们对各种形式海洋资源的需求日趋迫切，船舶与海洋工程界不断研发出许多深海浮式生产系统，例如：钻井船、立柱式平台、浮式钻井生产储油轮等。振荡浮子式、水柱式、鸭式、摆式等多种形式的波能转换装置也被应用到海洋波能的采集中。在这些深海平台及波能转换装置中，经常设置月池结构，垂向贯穿浮体结构主体，或为安装立管、或为下放设备、或为采集波能。海水通过月池底部的开口涌入月池内部，在某些情况下发生剧烈的振荡。其中，月池内流体的自由液面趋于水平，流体整体沿垂直方向的上下振荡，类似于发动机缸内活塞的运动，通常被称作“活塞”现象；而月池内的流体沿水平方向的左右振荡，类似于水箱内的液体晃荡运动，通常被称作“晃荡”现象。这两类共振现象的发生，既可以损坏钻井船、立柱式平台月池内的设备，也可以被用来提高波能转换装置的工作效率。因此，调查研究月池内部流体活塞和晃荡现象发生的规律是非常必要的。相对于实验方法和数值方法来说，解析方法较易确定物理量之间的关系。本文利用解析方法在这方面的优势，建立了矩形、半圆形、圆柱形、半球形月池的绕射和辐射问题的完整解析求解过程。根据边界条件的不同特点，将浮体周围流场划分为不同的区域；采用分离变量法，以无穷级数（三角函数、修正贝塞尔函数、连带勒让德函数）的形式给出各区域中含未知系数的绕射与辐射速度势的表达式；通过各子区域交界面处的速度连续与压力连续，建立方程组求解无穷级数表达式中的未知系数。通过解析方法中的恒等关系，如，水动力系数的对称性关系，阻尼系数、波浪激励力的的近场与远场计算方法，水平漂移力的中场与远场计算公式，验证了解析求解过程的正确性。并将解析结果与多域边界元结果作比较，讨论了二者之间的异同。并将二维矩形月池、垂直圆柱形月池的解析结果与模型试验结果作比较，分别从月池中心处自由液面升高的幅度和其对应的频率出发，考察了线性势流理论在研究月池水动力学问题中的合理性和不足之处。在此基础上，讨论了月池底部没有开口的特殊情况，研究了矩形、半圆形、圆柱形、半球形水箱内部流体的晃荡运动特性。并分别从浮体的辐射和绕射问题出发，考察了不同形式的月池在运动和静止两种情况下，其内部流体在不同的激励下引起的共振现象。研究发现，矩形、半圆形、圆柱形、半球形月池均具有一个较小的活塞自然频率和一系列的晃荡自然频率。当浮体的强迫运动频率或入射波的频率与月池的活塞自然频率接近时，会引起月池内部流体的垂向剧烈运动。当浮体的强迫运动频率与月池的晃荡频率接近时，会引起月池内部流体的纵向剧烈运动或绕轴转动。然而，当入射波的频率与月池的晃荡频率接近时，并不会引起月池内部自由液面的剧烈晃荡。本文还研究了月池底部开口大小、壁厚等参数对月池的水动力特性的影响。结果表明，月池底部开口大小对月池反对称运动的水动力特性影响很小，对月池晃荡频率的影响也可忽略；并且矩形、半圆形、圆柱形、半球形月池的晃荡频率可以分别采用对应形式水箱的晃荡频率公式作近似估计。然而，底部开口大小对月池对称运动的水动力特性影响显著，包括活塞频率和垂荡运动水动力曲线上峰值的幅度。