Spar平台自从问世以来凭借其优良的运动性能和较低的成本就成为深海石油开采的重要平台结构形式之一，其动力响应特性和稳定性问题是Spar平台设计的主要考虑因素。本文针对Truss Spar平台在随机波浪作用下的垂荡-纵摇耦合运动特性以及垂荡板的水动力性能进行了研究，主要的工作和结论如下：（1）综述了有关Spar平台各个方面的研究成果和进展，指出了本文的研究内容和目标，为后面的研究指明了方向。（2）根据绕射理论，推导了作用在平台主体的波浪载荷，得到了平台主体结构上随机波浪力与海浪谱之间的传递函数，以及垂荡板上的波浪力与海浪谱之间的传递函数。根据Longuet-Higgins随机波浪模型，通过线性波浪叠加的方法数值模拟了作用在Truss Spar平台上的随机波浪载荷。（3）考虑瞬时排水体积、初稳性高和波面升高的影响，建立了垂荡与纵摇耦合数值计算模型，研究了垂荡与纵摇耦合作用时的Truss Spar平台的随机动力响应。研究结果表明：当波浪特征频率接近Truss Spar平台垂荡固有频率或者垂荡与纵摇固有频率之和时，并且在一定的波高条件下，随机参强联合激励会造成平台产生大幅纵摇运动，发生垂荡与纵摇参强耦合运动。由于非线性参数激励项的存在，纵摇运动不再是强迫振动，而为1/2亚谐运动。当仅增加垂荡运动阻尼或纵摇运动阻尼时，纵摇自由度的运动都会降低。仅改变纵摇阻尼时，垂荡运动的幅值随着纵摇阻尼的增加逐渐增大，即增大纵摇阻尼会阻止垂荡运动模态的能量向纵摇转移，削弱了垂荡与纵摇之间的耦合作用。联合增加垂荡阻尼和纵摇阻尼是抑制纵摇不稳定现象发生的最有效手段，因此在设计Truss Spar平台时，要合理的选取垂荡板的数量和结构形式，合理布置螺旋侧板的螺距以及间距等。（4）运用随机动力学理论对Truss Spar平台的纵摇运动进行了研究。采用随机平均法，得到了完全平均的伊藤随机微分方程，求解与之相对应的FPK方程，得出纵摇角的边缘概率密度函数和稳态联合概率密度函数，计算结果表明：随着有效波高的增大，较大的纵摇幅值出现的概率也逐渐增大；随着阻尼系数的增加，出现较大的纵摇幅值的概率逐渐降低。（5）研究了Truss Spar平台与系泊缆绳组成的整体在随机波浪作用下的动力响应问题。计算结果表明：考虑系泊系统后，有效地降低了平台的垂荡运动幅值，即使有效波高较大时，纵摇运动的幅值也大大降低，有效抑制了平台发生大幅纵摇运动。随着有效波高的增加，纵摇频谱图中的1倍波浪特征频率的成分逐渐减小，逐步变为1/2倍的波浪特征频率，即纵摇运动的固有频率。（6）应用CFD方法，通过对Fluent软件的二次开发，分析研究了不同边缘形式的垂荡板的水动力性能，发现了水动力性能与垂荡板结构形式有着很大的关系。计算结果表明：板厚和垂荡板的边缘形式对水动力的影响很大，计算发现经过削斜后的垂荡板的水动力性能最为优越。因此在设计垂荡板时可将板的边缘部分进行消斜，增加了平台的附加质量和阻尼力系数，从而获得平台良好的运动性能。