声波导,特别是超声波导是受多年关注的研究课题。其中,在充液管道中的声波特性越来越受到人们的关注,这些研究对于供水、石油化工、航空航天以及海洋工程等领域具有重要意义。亚波长波导管的定义是内径小于半波长的充液波导管,在管道声学中有提到,当声波波长远大于这些管道的直径时,管内的声波会以平面波的形式进行传播,这与声波在普通波导管中以反射折射的方式传播形成对比。通过亚波长波导管的设计与制作可以来探究不同条件下超声波在亚波长波导管中的传播特性。截至目前,国内外发现在亚波长尺度充液管道中,存在着由固液耦合产生的声速变化现象,并且对其还少有研究。本文对亚波长波导管的结构、材料、尺寸等做了对比性的实验研究,设计并搭建了亚波长波导管的实验测量平台。测量了超声波在不同材料及不同壁厚的亚波长波导管中传播的声速。本文主要研究内容如下:（1）介绍了超声波的相关知识,论述了超声导波的相关理论,在前人的研究理论和成果的基础上,推导了空心圆管中柱面导波的色散方程和本征值,初步分析了充液管道中纵向模态的色散方程。（2）利用有限元仿真软件计算了不同尺寸下亚波长波导管的特征频率,根据其声压分布情况计算出不同频率下的声速变化。建立亚波长波导管横截面模型,添加管壁材料和管内介质材料,分别仿真分析了横截面上管内介质中、管壁材料以及两者耦合时的振动模态。计算了亚波长尺度下,充液管道的色散曲线。（3）根据相关超声波导理论研究,以及有限元仿真工具的仿真计算,研制出了亚波长波导管,并进一步通过实验对比了在相同条件下,不同硬度的管壁材料（石英玻璃与橡胶）、不同连接方式（一体式与拼接式）的超声波传输的损耗情况,发现亚波长波导管应采用硬度较高的材料作为管壁材料,并采用一体式的制作工艺。（4）搭建了亚波长波导管的实验研究平台,主要基于时差法测量了亚波长波导管在不同条件下传播的声速变化。在管外为空气,管内为纯水的条件下,测量了不同管壁材料（铜、钢、石英玻璃、有机玻璃）的亚波长波导管中的声速,结果表明在材料为石英玻璃的管中发生了固液耦合;测量了材料为石英玻璃不同壁厚（1mm、3mm、5mm）下声速的变化,结果表明管壁及管内介质的声速都随壁厚的增加而增加;测量了壁厚为1mm的石英玻璃波导管在不同频率下（20k Hz-300k Hz）声速的变化,结果表明亚波长波导管中有声速降低的现象;在管内管外都是纯水的条件下,测量了材料为石英玻璃不同壁厚（1mm、3mm、5mm）的亚波长波导管中的声速,结果表明管壁中的声波泄露到纯水之中,以上实验结果与仿真结果都能较好的吻合。最后,通过实验初步探究了亚波长波导管中超声波传输低损耗的现象。