近十年来,声学超材料因为其具有特殊的材料性质而得到广泛关注。在设计声学超材料的过程中,对于超材料的设计基本都是基于周期化的假定,结构周期性对于声波传播的影响已经在超构材料这一领域得到了广泛研究。然而迄今为止却很少有非周期性声学超构材料方面的分析。事实上,周期性结构是非周期结构的一个特例,但并不一定是最优的分布。本文在此基础上,通过理论推导和仿真模拟,对非周期性超材料的声波传播性能进行分析。根据不同的应用场景,设计出性能最优的非均匀阻抗的超构材料,获得了更好的调控效果。第一章,我们回顾了声学超材料的研究背景、实际应用的研究状况。着重介绍近年来声学超材料在非局域效应、多重散射以及流固耦合方面的发展情况,概述了本文研究工作的主要内容。第二章,通过在障板上雕刻非均匀的刻槽,实现对辐射阻的调控。通过分析衍射效应和多重散射,推测出最优的刻槽分布,并进行仿真验证。此外,本章还讨论了这种设计方式和传统软边界加声栅的设计方式的继承关系。第三章,对于波束的自由调控常常受制于幅度和相位的耦合,本章通过旁支管的最优分布解除透射声波幅度和相位的耦合。与传统的旁支管在直管上均匀分布不同,通过调控旁支管在直管上的横向位置来实现幅度和相位的解耦,从而实现相位从0～2π变化的过程中,幅度的变化尽可能的小。第四章,本章讨论空间非均匀阻抗对于指向性和声束分布的影响,并尝试寻找最优阻抗分布。第五章,对全文的内容进行了回顾,并对后续的工作做了适当的展望,希望能进行更深入的研究。