水下增压系统作为海洋油气运输的重要设备之一,已在深海油气工程中得到越来越多的应用。增压系统海上安装作业涉及到大尺度、大重量、超深水等难题,所以进行安装分析数值方法的研究显得十分必要。本文以实现增压系统深水安装为目的,并确定悬垂安装法(PIM)为解决方案。通过时域计算方法、CFD理论、集中质量法等数值方法,对整个安装作业流程进行模拟分析。本文首先对安装分析所需要的参数进行计算。对于海上作业船,在ANSYS中建立船体湿表面元模型,并导入AQWA软件中进行频域水动力分析,计算其附加质量、阻尼和波浪力等参数。然后为了控制船舶的作业位置,应用PID控制理论和卡尔曼滤波原理编写动力定位程序,将C++代码封装为DLL文件;之后的时域分析中OrcaFlex直接调用DLL文件实现对船舶姿态的控制。对于增压系统水动力分析,基于CFD方法构建数值水槽模型,模拟定常来流求解增压系统阻力系数;之后强迫增压系统在数值水槽中震荡,计算其各方向附加质量系数。随后将悬垂安装过程分为吊装入水和安装下放两个独立阶段,综合考虑船舶运动方程、基于集中质量法的缆索方程、增压系统运动方程等,采用时域多体耦合方法进行求解。通过时域分析方法计算各个阶段每一时刻增压系统运动响应、缆索张力等结果,对安装过程中较危险时刻(穿越自由液面、切断吊装缆索等)进一步分析校核。针对浪向、波高、流向、流速等环境参数进行敏感性分析,分别讨论环境载荷对吊装入水和安装下放过程的影响,给出海上作业施工建议。提出添加抑制缆索和增大浮子直径的改进措施,并用OrcaFlex软件验证其对安装下放阶段的作用。