声学超材料是指由特殊设计的人工声学结构单元周期排列在基体材料中构成的,可以获得具有与自然界中物质不同的超常物理性质的声学新颖材料或者新结构。声表面结构是一种二维的声学超材料,其周期阵列结构中单元结构的分布排列以及尺寸等因素对声波传播存在的影响,会导致声波传播的路径发生改变。通过特定尺度设计的声学微结构超材料,可以在微结构区域实现波的局域共振及声波汇聚现象,此现象可以被应用于声学隐身或声学探测的研究中。经过以往研究人员大量理论和实验的研究表明,合理地设计声表面结构中单元结构的尺寸等参数,可以使得声表面结构对声波的传播路径进行调控。本文的主要研究内容是针对金属结构开展周期微结构尺度设计,通过有限元多物理场仿真软件,分别从此结构中缺陷的数量、尺寸、周期以及信号源的频率这几个方面,详细研究了对声波传播的影响。通过对仿真结果的研究分析,选取合适的缺陷结构参数和信号参数,使得一定频率的声信号在传播过程中与声表面结构相互耦合,得到了能够使得声源信号产生局域共振的效果。最后进行声表面结构的系统实验,对仿真结果的准确性进行验证。通过对仿真实验结果的分析发现,改变声表面结构中缺陷的尺寸、数量、周期参数确实可以对声波的传播路径产生影响。缺陷数量越多,越能将能量集中在结构的缺陷区域,即声学超材料的特异性更能得到体现。当圆形孔缺陷半径为0.1cm左右,周期在0.4~05cm范围内,激励源信号的频率在3.5MHz左右的时候,都可以使声波在声阵列结构内形成较明显的局域共振效果。声表面结构可以应用在声学隐身方面,如无人潜航器、潜艇等装备的声隐身。