由于其突破传统材料限制的奇异性质,声学超材料在医学、军事、工业等多个领域有着广阔的应用前景,受到了学者们的关注。本文基于对称性破缺的方法设计了三种对称性破缺型声学超材料,通过有限元仿真模拟分析了这三种声学超材料单胞结构的波定向传播特性,并在单胞结构的基础上构建了声学网络,对其复杂路径的波定向传播进行了研究。论文的主要研究内容如下:(1)二维对称性破缺型声学超材料的波定向传播性能分析通过对称性破缺的方式,设计了一种二维对称性破缺型声学超材料。基于有限元仿真模拟的结果,证明了二维对称性破缺型声学超材料单胞结构两个波导之间的波定向传播特性。通过调整不同结构参数的变化,研究了单胞结构波定向传播性能的稳定性。使用二维单胞结构建立了一个二维声学网络,该二维声学网络实现了复杂路径的波定向传播性能。(2)二维亚波长对称性破缺型声学超材料的波定向传播性能分析引入Helmholtz共振腔微结构,设计了一种二维亚波长对称性破缺型声学超材料。由于Helmholtz共振腔的作用,二维亚波长对称性破缺型声学超材料单胞结构实现了低频范围内的波定向传播功能。分析了不同结构参数下二维亚波长单胞结构的低频波定向传播性能的稳定性。基于二维亚波长单胞结构建立了二维亚波长声学网络。这种二维亚波长声学网络实现了复杂路径的低频波定向传播功能。(3)三维对称性破缺型声学超材料的波定向传播性能分析使用对称性破缺的方法,设计了一种三维对称性破缺型声学超材料。通过仿真模拟和实验测量的方式,证明了三维对称性破缺型声学超材料单胞结构具有三维空间的波定向传播性能。研究了结构参数变化时三维单胞结构的波定向传播性能的稳定性。基于三维单胞结构建立了三维声学网络。这种三维声学网络实现了在三维空间中复杂路径的波定向传播功能。数值仿真及实验结果表明,本文设计的三种对称性破缺型声学超材料均具有良好的波定向传播性能。这些研究为具有波定向传播性能的声学超材料设计提供了有效途径。