柔性气囊结构物由于其质量轻、造价低、运输方便、适应能力强等优点,在海洋工程领域中具有良好的应用前景。不同于刚性结构,柔性结构在海洋环境荷载的作用下通常表现出大变形的典型特征,通过灵活改变其几何外形来适应各种环境条件。本文通过数值手段对柔性气囊的水弹性响应问题进行了研究。首先,由于膜结构材料的特殊性,静水中柔性气囊的初始形状是未知的,故本文分别对固定式气囊结构与漂浮式气囊结构建立了静力分析数值模型。考虑到气囊结构的轴对称性,该三维问题可以简化为二维问题进行求解。气囊表面的柔性薄膜由一定数量沿经度方向均布的张力筋腱包络而成,为了简化计算,假定气囊张力均由具有一定刚度的张力筋腱承担,柔性薄膜不受力。在气囊内压一定的条件下,通过单元静力平衡方程的迭代求解建立了可拉伸柔性气囊在水中的静力分析方法。在漂浮式气囊结构静力数值模型的研究基础上,本文基于等熵原理建立了漂浮式气囊结构的静水垂荡运动模型,基于加速度在时间步内线性变化的假设条件,采用Newmark-法计算了漂浮式气囊结构在给定初位移下的运动过程。然后,本文基于模态展开的思想,采用有限元和边界元联合求解的数值方法,建立了波浪与三维柔性气囊结构物相互作用的流固耦合模型。其中,柔性气囊的模态结果利用有限元商业软件ANSYS求解,流场的水动力部分采用边界元方法,气囊上任一点的运动位移通过模态叠加的方法得到,利用气囊表面法向运动速度连续的边界条件实现气囊弹性变形与流场相互作用的解耦。最后,本文利用建立的静力分析数值模型和三维流固耦合分析模型,分别开展了气囊的静力分析和波浪作用下的运动响应分析。研究了张力筋腱刚度、气囊初始内压、气囊吃水深度、沉子质量等结构参数对柔性气囊结构静力特性的影响。针对漂浮式气囊结构,利用其静水垂荡运动模型分析了张力筋腱刚度和沉子质量对结构垂荡自振特性的影响。针对固定式气囊结构,利用流固耦合数值模型求解了规则波作用下结构的水弹性响应问题,并分析了波浪频率和气囊薄膜刚度对其弹性变形的影响规律,从而为柔性气囊的实际应用提供一定的参考价值。