台风浪下海上机场VLFS动态响应与能量转换机理

超大浮式结构(very large floating structure,简称VLFS)是集空港和海港为一体的大型海上多功能浮式结构,现有研究大多关注规则波下刚性模块柔性连接模型的动力响应,忽略了台风浪极端环境下海上机场自身柔性引起的非线性振动特性.针对此问题,提出了一种新型多柔-刚性混合模块建模方法,采用Jonswap谱特征参数对台风"鲇鱼"过境实测海浪谱开展了精细化仿真模拟,分析了台风浪下海上机场VLFS整体和局部非线性动态响应特性,揭示了海上机场与环境荷载之间的能量转换机理.结果表明:海上机场多柔-刚性混合模块模型可以较好地反映此类VLFS结构动力响应特性;海上机场超长柔性及台风浪场不均匀性使其结构呈现显著非线性,位移、转角和水弹性变形分别以沿波向、绕展向和沿垂向为主,极值应力主要分布于撑杆附近;环境荷载能量和结构重力势能在初始阶段主要转换为系泊势能,稳定阶段则主要转换为结构动能和弹性势能.