随着航运业的蓬勃发展,船舶大型化、专业化、智能化的发展趋势日益明显,特别是油船、散货船、集装箱船等。同时随着超大型船舶数量的增加,水上搁浅、碰撞事故风险随之上升,给水上交通安全带来巨大挑战。在影响超大型船舶航行安全的诸多因素中,富裕水深（Under-Keel Clearance,UKC）是国内外学者、海事主管机关、港航企业高度关注的热点和难点问题,因此,开展超大型船舶UKC研究,对于保障超大型船舶航行安全、减少或避免船舶发生拖底、触底和搁浅等险情事故具有实际指导意义,而且在通航环境受限的前提下充分利用通航资源、发挥超大型船舶装载能力、避免船舶运力浪费,实现船型大型化和航运效益与安全的最优化等方面具有实践意义。论文以超大型船舶UKC为研究对象,以影响机理、计算方法、统计分析、验证应用为研究主线,通过影响机理耦合分析、数值计算、缩尺船模试验、实船试验等方法开展了多因素超大型船舶UKC研究。论文主要内容和创新点有:（1）UKC影响耦合机理研究。系统辨识了UKC影响因素,构建了层级结构模型。运用系统动力学对UKC的“人-机-环境”三个层面的影响因素开展了耦合机理分析,继而构建了多因素耦合下的超大型船舶下沉量和UKC耦合计算模型。（2）船舶动态下沉量计算及验证。确立了超大型船舶下沉量测量和验证成套技术,运用数值船池计算、缩尺船模及实船实验等方法开展试验研究,分别得出了不同试验方法下船舶动态下沉量取值范围,验证了下沉量耦合计算模型的可靠性。（3）超大型船舶动态富裕水深计算方法。基于安全航速理念提出了超大型船舶三维安全领域模型,运用水动力干扰理论、船舶停/倒车冲程及交通流跟驰等理论方法,提出了超大型船舶安全航速区间及动态富裕水深的计算方法。（4）基于统计分析的UKC取值区间。运用高斯混合模型和期望最大算法方法,提出了超大型船舶UKC计算方法和优化取值标准。以曹妃甸港实船、观测及统计数据为验证对象,通过数理计算分别提出了不同吨位、不同装载率下的超大型船舶UKC取值标准。论文对超大型船舶UKC影响耦合机理、动态富裕水深、试验验证、统计分析等进行了系统研究,并以渤海海域为例开展了算例分析。结果表明,论文提出的UKC计算方法与实际情况契合度高;UKC影响因素识别和耦合定性定量分析能够充分描述各要素之间的耦合机理;超大型船舶三维安全领域模型能够客观反映超大型船舶的特殊性。论文成果丰富了超大型船舶操纵理论和技术,对超大型船舶安全保障具有指导意义和应用价值。