半潜式海洋平台是一种大部分浮体没于水面下的移动式钻井平台,由浮体、立柱和工作平台三大部分组成,主要被应用于油气开采及科学研究。半潜式海洋平台随机风浪振动的研究对平台的安全性和可靠性具有重大意义。半潜式海洋平台随机风浪振动分析目前存在诸多理论和技术问题,其中的关键问题包括:1.深水随机风和风浪过程的相干性(相关性)研究还比较薄弱,造成现有的研究没有考虑到海面脉动风和浪的相互影响使得计算结果不够准确。2.目前常用的平台振动(水动力)分析软件(如Se Sam)还不能处理随机风和风浪互谱密度矩阵的输入问题,造成计算过程无法将风浪的相干性考虑进去。鉴于此,本文开展下述理论和应用研究:1.基于理论研究和实验数据的再分析,提出深水脉动风速和风浪过程的相干函数模型和参数估计方法,确定深水脉动风速和风浪的功率谱密度模型,建立具有广泛适用性的深水脉动风速和风浪的互谱密度矩阵模型;2.通过改进Se Sam软件中风载荷和波浪载荷样本的输入方式,结合锚链-聚酯缆-锚链系泊系统的建模技术,开发基于Se Sam的考虑风和浪相关性的半潜式海洋平台随机风浪振动(水动力)响应样本的有限元计算方法;3.利用Gumbel Copula和移位广义对数正态分布(SGLD),结合基于Kendall和前四阶概率矩的模型参数估计方法,建立考虑风和浪相关性的半潜式海洋平台随机风浪振动响应联合分布估计的加速模拟方法;4.采用本文建立的模型和方法,分析我国南海某新型深水半潜式支持平台的随机风浪振动响应;5.基于本文的研究成果,利用qt5和Visual Studio软件开发工具,开发深水半潜式支持平台随机风浪振动预测软件。本文根据实测数据提出了相干函数的理论模型并进而得到风和浪互谱密度矩阵,建立了一种有效的考虑风和浪相干性的有限元分析方法,并提出了一种多变量极值分析方法,对研究平台安全性和可靠性具有一定价值。