海洋平台作为人们开发深海资源的装备,容易受到恶劣海洋环境的影响,导致其工作期间自身剧烈的运动,这对海洋平台的工作环境造成不利的影响。所以海洋平台设计初期对其遭受的波浪力以及运动进行准确地预报就非常有必要了。目前各种海况下海洋平台受到的波浪力以及自身运动的研究已有成熟的发展,然而多数商业水动力软件模拟海洋平台与波浪作用时只考虑了线性理论或者部分非线性理论,在恶劣海况下已经无法满足工程上的精度要求,因此开发海洋平台的多浮体结构与波浪作用的全非线性计算程序就显得非常重要。本文在势流理论的整体框架下,基于线性边界元法在时域理论下开发了开敞水域下全非线性数值程序。利用Rankine源格林函数对计算流体域网格进行离散,网格拆分的方式解决边界积分方程的奇异性问题;通过引入虚拟变量间接地求解流体压力,并对运动方程进行耦合求解;在波浪非线性较强时以泰勒摄动展开的方法对浮体表面形成的的射流进行了处理;采用高效的EMT技术选取合适的弹性本构关系对自由面网格进行实时优化,并对其有效性进行了数值验证,保证了非线性现象模拟时网格的质量,并通过五点光滑法对自由面网格进行了光顺,并按一定波浪周期对自由面网格进行重构;通过考虑了非线性的自由面条件,采用混合欧拉-拉格朗日方法对自由面实时位置进行捕捉;本文考虑的全非线性主要是自由面和物面的非线性,因此在每一时刻对浮体瞬时湿表面网格进行了动态地更新;在开敞流体域边界设置了海绵阻尼层以吸收开敞水域边界上的反射波浪。本文基于Fortran语言完成开敞水域全非线性数值程序的开发后,通过不同缩尺比模型的验证、固定浮体模型验证以及网格收敛性分析为后续利用全非线性程序进行的研究打下了基础。本文利用开发的全非线性程序下对不同波浪参数下单浮体所受波浪力与运动响应的变化特性进行了研究,然后将不同波浪条件下单浮体运动响应与频域结果进行了对比验证,并且通过MATLAB软件对流场的变化与浮体的运动进行了可视化处理。在单浮体网格模型基础下构建了适用于半潜式平台多浮体结构的多体自由面网格模型,并对不同波浪参数的入射波对多浮体结构所受波浪力与运动的影响进行了研究。