水下目标结构振动与声散射的特性作为声呐设备以及水中武器对水下目标进行探测、识别、定位的基础,有着非常重要的理论研究价值。目标结构振动与声散射特性除了和声波的频率、波形等因素有关以外,还与目标自身的几何形状、材料等有关,当目标的几何形状或表面结构发生改变时,也会随之影响其结构振动与声散射回波特性。本文主要以有限元数值仿真的方法研究了声学黑洞结构对平板振动与圆柱壳声散射特性的调控作用。本文首先使用几何声学近似的方法阐释了声学黑洞效应的基本思想,介绍了一维、二维声学黑洞及其衍生结构的具体形式。接下来利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立了表面具有声学黑洞结构平板振动的数值计算模型。通过与普通平板以及敷设等厚度吸声层平板振动的谐响应对比,声学黑洞结构平板明显的展现了对结构振动的调控作用,它可以有效的降低谐振频率的峰值,并抑制结构振动的起伏;较传统敷设吸声层的减振方式减振效果更好,且质量更轻、体积更小。随后将声学黑洞的思想引入水下目标宽带回波特性的研究中,简单的介绍了水下目标声散射特性的数值计算方法。利用轴对称目标二维有限元方法获得了含有声学黑洞槽结构圆柱壳与矩形槽结构圆柱壳正横位置的目标强度,并与圆柱壳以及敷设等厚度吸声层圆柱壳的目标强度对比,结果表明声学黑洞效应对水下目标的宽带回波特性具有同样调控作用。最后通过水池声散射实验测量了矩形槽结构圆柱壳10kHz-40kHz频段范围内的目标强度,验证了声散射数值计算方法的正确性与有效性,初步揭示了声学黑洞效应对水下目标散射声场频率特征、回波特性的调控作用。