噪声问题被认为是一个严重的社会问题,一直是四大环境污染物之一[1]。特别是低频噪声,对人类的正常生活和工作环境产生了巨大的负面影响,如头痛,睡眠障碍和注意力不集中等。因此,低频噪声已然成为影响人类生活品质的重要因素之一。噪声污染需要对特定目标频段,目标区域进行吸声或隔声处理。对声波的调控一直是声学领域研究的重点。声学超材料是近十年提出来的概念[2],它具备超越普通材料的特殊物理性能,如负折射率,负质量密度等。其核心理念是通过对材料的结构、形状设计来达到对声波的有效控制[3]。国内外学者提出了如频率编码型超材料、薄膜-质量块组合超材料、螺旋盘绕型超材料等结构型式,对特定的目标频段进行声波的调控。本文在通过研究大量声学超材料的基础上,针对低频和宽带吸声,提出了两种超材料,一种为“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体”,另一种为“多单元耦合内嵌亥姆霍兹共振器”。本文先对超材料建立有限元模型,对其吸声性能进行计算分析,其次通过声强、声压分布云图揭示多单元耦合机理,最后通过实验进行对比分析,验证所建立模型的正确性。本文的分析结果对以后声波调控,超材料结构设计研究,给出一定的参考意义。（1）从基本的声学理论入手,推导声波在小振幅影响下的声波传播规律。依据等效模型理论,计算超材料的等效质量密度与等效体积模量,得到超材料的归一化阻抗,最终建立理论分析模型。（2）基于二次余数序列,通过改良二次余数序列和折叠优化,建立了“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体”复合结构的模型,采用声-热粘性耦合模块,计算分析复合结构的吸声系数。基于有限元分析方法分析复合结构背腔序列、周期及单位长度对吸声系数的影响。（3）在内嵌颈部亥姆霍兹共振器参数化分析的基础上,选择多个单元耦合来拓宽吸声带宽。通过研究两单元和三单元耦合结构,分析多单元耦合内嵌颈部亥姆霍兹共振器的吸声系数曲线变化。以此为基础,进一步研究9单元耦合结构,和微穿孔板-18单元耦合结构。实现了不同目标频段的高效吸声。（4）采用声望测试系统和阻抗管法进行实验,通过传递函数法提取反射系数,对比验证理论模型和仿真模型的正确性。结果表明,三种研究方法吸声系数曲线趋势一致,误差在5%以内,认为结果是可靠的。