海上风力机一般安装在近海域，水深较浅，在浅水区由于海底摩擦等因素的影响，波浪水动力特性一般呈现非线性。机组同时承受空气动力、水动力和重力等机械载荷的耦合作用，其流固耦合响应特性及其疲劳载荷谱的分析近海风力机技术研究领域关注的热点。本文在研究较浅水域非线性水动力特性的同时，基于计算多体系统动力学理论，并结合海上风力机的气动模块和波浪模块建立了海上风力机的多物理场耦合方程，采用高效的数值仿真模拟得出了风力机在多种工况下的动力响应。研究分析的结果具有较重要的理论意义和工程应用价值。　　文中通过线性波理论拓展得到非线性波（二阶波）模型，并应用非线性波浪理论来模拟在浅水区的波浪。为了探明不同平均水深对水动力特性的影响，分别通过线性和非线性波模型数值模拟了不同水深的波浪水动力特性（包括水质点的速度和加速度）及其演化过程。应用 morison波浪力方程建立支撑结构受到的波浪载荷的计算公式，得到了圆筒支撑结构的波浪载荷。　　采用修正的叶素动量理论来分析作用在风轮叶片上的空气动力载荷；而作用在圆柱形塔筒上的气动载荷则是依据风速廓线法，通过分析塔筒高度与风速之间的关系，结合塔筒的绕流规律，得到了塔筒水平面以上部分受到的气动载荷。从而分析海上风力机在波浪载荷和气动载荷联合作用下的动力响应。　　文中以NREL的5MW近海风力机模型为研究对象，将整机系统分为刚柔混合系统，采用超级单元法将海上风力机离散为51个刚体、78自由度的系统。应用多体动力学理论和混合多体系统建模方法，建立了受约束的海上风力机系统的动力学方程，然后采用了数值软件matlab编写仿真程序，得出了在三种水深、额定工况下两种不同波浪模型的风力机的动力响应。为了分析非线性波浪模型对风力机载荷的影响，重点研究了风力机在叶根和塔底的载荷谱，考察波浪力对叶根力矩和塔底力矩的反馈情况，并对结果做了对比分析。仿真试验的结果可以为设计人员选择波浪模型，对海上风力机的性能和疲劳特性做出准确分析，实现机组合理可靠的设计。