海洋石油资源开采中,作为主流设施的浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,简称FPSO)是集生产处理、存储、外输于一体的综合性海上浮式装置,通常与海底采油系统及穿梭油船组成一个完整的海上石油开采生产系统。本文在总结目前现有的船型和圆筒型FPSO特点的基础上,提出并设计了一种结合二者主尺度优势的长圆形FPSO,并对其分舱和系泊方案等进行设计研究。通过对船型、圆筒型和长圆形FPSO进行水动力性能分析,证明了长圆形FPSO在水动力运动性能方面具有较强的综合适应能力,并且定性分析其在结构设计、稳性以及总布置学科的优势,得出长圆形FPSO是一个综合性能较好的船型。为降低长圆形FPSO的静水弯矩,研究了长圆形FPSO的分舱。考虑稳性、舱容等因素对分舱的影响,确定了 FPSO的分舱是一个多目标优化问题。针对此问题的特点,选取了静水弯矩、所用钢板面积和有效舱容作为目标函数;边油舱宽度、中部压载舱宽度、纵向舱室个数和各舱室长度作为设计变量;完整稳性、破舱稳性以及规范要求作为约束条件,结合常用的试验设计方法、数值仿真计算和近似模型技术,利用多目标优化软件Isight,调用Matlab组件构建多目标优化模型。选用NSGA-II搜索策略对长圆形FPSO分舱多目标优化问题求解,得到各目标之间的Pareto前沿解集,通过与样本点的比较,验证了分舱多目标优化框架的合理性和可行性。基于AQWA软件的AQWA-LINE/DRIFT模块,对FPSO张紧式单点系泊系统进行耦合动力分析,得到系泊系统在受到风浪流作用下的运动性能与锚泊受力,并讨论了内转塔位置、系泊缆分布形式以及系泊缆绳数量对FPSO系泊系统性能的影响,在此基础上提出了内转塔位置距艏柱位置为垂线间长的10%、3组×3根/组的三段式缆绳布置方式的优化系泊方案。