对液体表面波的传播现象和调控机制进行研究,不仅有助于拓展和加深对波动问题的理论认识,而且在波浪灾害防护、波浪能源利用等方面有着潜在的工程价值。本文以液体表面波的能带特性和变换介质理论为指导,开展了液体表面波的调控机理、方法和器件研究。主要内容如下：对于竖立于液体中的周期刚性圆柱阵列,利用多重散射法计算得到了其能带结构和等频线。依据周期结构中的能流密度方向,并通过对能带结构与等频线的分析来引导周期结构中液体表面波的传播。通过设计合适的圆柱排布形式实现了点波源的四向传播,并分别利用能带结构中的带边态与缺陷共振态讨论了两种实现液体表面波的定向传播方法。通过数值计算和实验研究,检验了以上理论方法的可行性。将变换介质理论和渐变折射率思想引入到液体表面波调控研究中,系统阐述了液体表面波调控的基本原理、坐标变换方法以及各向异性液体深度的实现方法。基于渐变的液体深度能够实现渐变的液体表面波折射率,设计了能够实现液体表面波弯曲、定向传播与聚焦现象的导波器件,并加工制作相应的实物样品开展实验研究,直观地展示了在不同频率下实验样品的导波现象,并对实验结果进行了对比分析。基于有效介质理论,推导了竖立于液体中的周期圆柱阵列和周期深度变化体系在长波条件下的分析模型和有效参数方程,并进行了有效参数的影响因素分析。将这种有效参数特性应用于渐变折射率导波器件设计中,分别利用参数渐变的周期圆柱阵列和周期挖孔底部构造了液体表面波调控器件,设计了弯导、Luneburg透镜以及定向传播器件。利用COSMOL软件建立了相应的数值模型,并对器件的导波效果进行计算分析,探讨了周期阵列和周期挖孔底部两种设计方案的导波差异和适用范围。利用半径渐变的圆柱阵列设计了液体表面波的渐变折射率透镜,通过实验检验了透镜的聚焦效果,证明了利用圆柱阵列的有效参数设计液体表面波导波器件的可行性。将周期狭缝阵列在Fabry-Perot共振条件下的导波性质应用于液体表面波导波器件中,提出了新的液体表面波移动、弯导及旋转器件。设计并制作了液体表面波集中器,通过实验验证了器件的导波效果,证明了计算分析方法的正确性和有效性。论文结合理论分析、数值模拟和实验研究,提出了基于周期结构能带特性与变换介质理论的液体表面波调控方法,依此设计了多种新型的导波器件,并在实验中观测到了一系列新颖的液体表面波传播现象。该研究成果可以用来调控波浪的传播行为,对于解决海洋科学或水利工程中的实际问题具有借鉴和指导意义。