随着海洋资源的不断开发利用,海底缆线敷设技术在商业经济、军事战略等领域的关键性优势日益凸显,吸引越来越多的专家学者致力于该方面的研究。基于海洋环境的复杂性与恶劣性,尽管历经一个多世纪的发展,海底缆线敷设工程仍有很多运动和控制问题亟需解决。为确保敷设作业的安全可靠,精确的仿真模拟必不可少。通常在敷缆作业中,海底缆线除受重力、浮力、惯性力及附加质量力等荷载作用,还会受到航行速度、放缆速度、流速分布等施工条件的影响。本文主要以海底缆线为研究对象,在前人研究成果的基础上,针对海底缆线在敷设过程中的运动特性和受力情况进行理论分析,建立海底缆线张力计算模型,分析海缆张力状态。通过数值模拟,研究海缆张力与各个外界因素之间的关系,总结海缆张力计算公式,准确预测敷设过程中张力分布规律及水中位形变化趋势。本文假定海底缆线为理想柔性结构物,忽略弯曲刚度影响,考虑轴向拉伸变形。分析海缆各种作用荷载,基于受力平衡,建立海底缆线三维动力学方程。采用有限差分法对缆线进行单元离散,将偏微分控制方程转换为一组常微分运动方程。借助MATLAB程序,采用四阶龙格库塔积分进行数值积分求解。结合边界条件和初始条件,针对余量敷缆和张力敷缆两种不同的施工作业进行数值模拟。通过与前人的试验数据和已取得的研究成果进行对比分析,验证该数学模型的正确性及适用性。最后,本文针对余量敷缆作业,对海底通讯光缆在敷设过程中的运动特性进行仿真模拟,研究海底缆线在敷缆船运动状态变化时的动态响应。并结合海南联网工程项目,对海底电力电缆敷设作业进行稳态分析,详细讨论了各关键参数对缆线敷设作业的具体影响,其中包括航行速度、流速分布及海底张力,给出了规律性结论。计算结果表明:航行速度、流速分布、海底张力、缆线自重对其位形曲线影响比较显著;而海缆张力主要取决缆线自重、敷设水深和切向拖曳力系数。