随着舰船的现代化设计不断向着轻量化、大型化以及快速化方向发展，船体产生的振动噪声问题也是越来越严重，舰船的振动与噪声不仅在很大程度上影响了船员的日常工作效率及生活质量，并且也会对船体结构的稳定性产生影响。久而久之，船体的振动可能造成船体结构疲劳破坏，这会大大缩短舰船可使用年限，因此，针对船舶的减振降噪研究一直是一个热点问题，如何科学的对船体结构进行有效的声学优化也变得非常重要。国内现有的船舶声学设计主要基于振动理论，通过模态叠加法和有限元法进行设计，然而，这种方法仅能通过经验性的尝试改变结构尺寸，缺少关键性的理论指导。本文研究了一种基于波动理论的舰船结构优化设计方法，鉴于舰船板架结构的周期性，通过研究板架结构中弹性波的波动特性，总结特定频率范围内弹性波的衰减规律(即结构带隙特性)，进而对舰船结构的优化设计进行指导。针对舰船结构中弹性波带隙特性的研究可作为一项新途径，为今后的船舶减振降噪方法提供理论支撑，本文主要对舰船中由甲板、舱壁、舷侧外板及双层底等形成的板架结构中的带隙特性进行研究。
　　文中首先引入了基于波动理论的典型人工周期结构带隙特性的研究方法，通过建立单个周期元胞的动力学模型，再结合周期结构Bloch定理将其转化为特征值问题进行求解。介绍了此无限长周期耦合梁结构单元内部的散射关系、相位关系、置换关系及频散关系，并最终得到了该结构的频散方程。
　　在此基础上，针对两种典型的舰船板架结构的带隙特性进行了分析。从简单的舰船单层底板架结构到考虑附连水影响的舰船双层底板架结构，参照固有频率等效的原则，提出了几种周期振子耦合梁模型对原结构进行等效。在验证了有相似动力学特性的基础上，选取等效模型中四种主要的结构参数，通过控制变量法研究参数的改变对结构带隙分布的影响，并总结了典型板架结构中不同参数改变对结构带隙的影响因素及影响程度。
　　为符合工程实际，本文又对舰船舱段中板架结构的带隙特性进行了展开研究，提出一种含有两组弹簧振子的耦合梁模型，使其能较好的模拟舱段中板架结构的动力学特性。其中，第一组弹簧振子模拟了舱段中的双层底板架结构，而第二组弹簧振子模拟了舱段中其它部分对板架结构产生的耦合振动。根据本文提出的经验公式，可推广至任意舰船舱段结构的等效中。随后，选取耦合梁模型中六种主要的结构参数，仍通过控制变量法讨论不同参数改变对结构带隙的影响程度，并总结了相关规律。
　　本文的最后提出了一种基于带隙特性的特定频率下船体板架结构声学优化方法，通过调整板架结构中肋板刚度以改变结构中的带隙分布，使得目标频率处于带隙范围内，并最终达到降低结构在该频率下振动响应及辐射噪声的目的。