海上风力发电技术因其风资源稳定、风速高、无污染等独特的优势,在世界各国迅速发展。国外在这方面相关技术研究和工程实践中已经取得很多成果。国内方面,固定式风机虽然已经建成实际项目,但是开发成本昂贵;浮式风机仍然处于理论研究阶段。因此本文的研究对于促进海上风电技术的进步与推广应用具有重要意义。波浪荷载是海上风机结构所承受的重要荷载之一,是设计海上风机结构中需要考虑的重要因素。波浪会对海上风机结构的动力响应和稳定性造成显著的影响,本文将针对此类问题进行研究,主要内容有:(1)选取美国可再生能源实验室(NREL)建立的5MW海上单桩式风机模型,采用Morison公式计算波浪力,分别建立了海上风机塔架考虑与不考虑流固耦合效应时的动力方程及数值模拟方法,并对比分析了这两种情况下的波浪力和结构响应的差异。结果表明,两种情况下计算得到的波浪力和风机响应有明显差异,并且这种差别跟风浪大小等因素有关。(2)基于重心移动原理,结合风力机平台的静平衡角和摇摆周期等因素,提出了适用于半潜型浮式风力机平台的初稳性高度限值计算公式。然后从进水角的角度分析了浮式风力机平台大倾角稳定性中的最不利倾斜轴问题。最后利用Sesam软件对某半潜型浮式风力机平台进行数值模拟,研究了浮筒间距、浮筒直径和干舷高度三个因素对风力机平台稳定性的影响规律。结果表明:三个因素以不同的方式改变稳定性,同时会对初稳性高度、重心高度和排水体积等产生不同程度的影响。这些结论可为半潜型浮式风机平台设计提供参考。(3)选取了新型钢筋混凝土半潜型浮式风机平台,利用Sesam软件建立了该风机的有限元模型,计算得到了该浮式风机平台的幅频响应算子,对其进行了耐波性分析;然后通过改变模型参数分别研究了压水板、连接构件和压载水等因素探究其对平台水动力性能的影响。结果表明,该浮式风机平台的运动基本可以避开主要的设计波浪周期;并且压水板尺寸、连接构件和压载水分别以不同的方式影响浮体平台的水动力性能,并根据结论提出了改善水动力性能的措施。