筒型基础是一种新兴的环境友好型海上风电基础结构，具有建造简单、施工高效、综合成本低等特点，逐渐受到了国内外海上风电工程界的关注和认可。筒型基础底部开口，可通过内部气垫的压缩产生的气压力排开水体，形成筒内外水压差来提供上浮力，这种自浮特性是筒型基础能够进行气浮拖航的前提。对于单筒多舱型筒型基础，其蜂窝状分舱结构的存在实现了筒内多个不相连的气垫结构的耦联，能够有效的改善基础的水动力特性，尤其是对基础频率、附加质量、筒内气垫特性、气液转换比例和气-水耦合刚度等的影响。与常见的实浮结构相比，气浮筒型基础在拖航过程中，除了考虑水体与基础的相互作用外(流固耦合)，还需要考虑气垫-水塞界面运动特性(气液耦合)及气水弹簧对结构动力响应特性的相互影响(气液固耦合)。本文以某工程原型单筒多舱筒型基础为研究对象，通过理论计算、模型试验和数值模拟方法，研究了筒型基础气浮拖航过程中“气-液-固”耦合机理及浮运特性，为气浮筒型基础的拖航施工提供参考。具体研究内容如下：
　　首先，基于实浮体稳性理论及气垫压力公式，推导了气浮筒型基础正浮态静稳性公式，考虑了筒内气垫/水塞比例并引入气浮折减系数推导计算了基础不同吃水下的气垫压力与刚度变化；确定了筒型基础的极限倾斜漏气角；分析了基础漂浮直至下沉到海床面过程中的气液耦合变化规律。进一步结合运动方程求解了附加质量等水动力学参数，明晰了筒型基础“气-液-固”耦合气垫特性、气液界面转换、气水耦合刚度变化及基础气浮稳性演化等规律。
　　其次，采用恒定流系柱试验法对比分析了单筒带分舱气浮筒型基础与单筒无分舱气浮筒型基础的拖航阻力、摇摆及垂荡运动幅值和气垫压力的差异性及相关参数的敏感性；并采用紊流数值模型分析了实浮体、单筒无分舱和单筒带分舱气浮体拖航过程周围流场分布规律，引入动水压力系数、拖航遮蔽系数及拖航耗能率，解释了不同结构拖缆力差异的原因；明晰了恒定气垫作用下的筒型基础与周围流场的流固作用机制。
　　再次，采用波浪拖航试验法对比分析了单筒带分舱筒型基础及实浮体基础在复杂波浪条件下拖航运动响应差异机理，通过考虑不同吃水、拖航速度、拖航方向、波高、波浪周期对拖缆力、筒内气压力、筒底水压力和基础六自由度的影响，探索了筒内气垫存在和气垫体积变化对筒型基础运动频率及其他特性的影响规律，结合三维势流数值模型，分析了“气-液-固”相互作用对气浮筒型基础耐波性的影响机理，明晰了筒型基础气浮拖航动力响应特性。
　　最后，针对单筒多舱筒型基础实际拖航施工中可能出现的破舱情况，进行了某一中舱或边舱破舱的极端情况下的失稳试验设计和调平策略研究，分析了筒型基础由破舱失稳到充气调平新稳态的整个“气垫-水垫-结构”耦合姿态变化过程，结合理论推导和试验结果给出了不同调平策略所需要的各舱气水比，并针对调平后的筒型基础再次进行了波浪拖航可行性试验，研究了气浮筒型基础新稳态下的波浪运动响应，重点分析了中舱失效筒型基础与带分舱筒型基础的波浪运动响应差异，验证了筒型基础由破舱失稳到充气调平新稳态再到调平后进行波浪拖航的可操作性。