目前,电站机组向着高水头、高单机装机量、多机组、多工况的情况发展,随之而来,也引起水轮机组振动的危害也越来越凸显,机组减振的需求也越来越被大家所重视。近年来国内外也多次由于机组振动的缘故造成了大大小小的事故,国内的红石、岩滩、五强溪,国外的大古力、伊泰普、萨杨等水电站都曾因水轮机组振动造成事故带来损失。特别是俄罗斯的萨杨-舒申斯克水电站,在2009年发生了让世界振惊的安全事故。声子晶体超材料是一类精妙设计的多尺度材料系统,它们非同寻常的物理属性源自于对微观结构的设计,而不是构成材料,是由相同的微观结构按照一定规则排列而成的周期性结构材料,其具有一种特殊的对波的控制现象称为声子带隙,当弹性波在一定的范围内,其在该类材料中的传播会出现被抑制的情况。本研究将声子晶体超材料引入到水电站机组中去,利用声子晶体对弹性波的控制作用来实现对水电站机组的减振,主要做了以下工作。1)为了验证声子晶体的吸波抑振效果,基于波动方程,联合Bloch定理和Floquet周期性边界条件,开展了二维声子晶体超材料的带隙研究,并利用低振幅弹性波传播实验和数值仿真计算,验证了弹性波在带隙频率范围内的衰减性。2)为了获得更加宽域的带隙,开展了二维声子晶体的热致带隙可调性研究,利用光敏树脂的热敏性和温度场分布的不均匀性,从实验上验证了联合常温和局部加热两种状态确实能加宽单一声子晶体的带隙。3)考虑到工程实际的可操作性,设计了一种三维声子晶体,开展了声子带隙研究,使其具有电站机组目标频率的减振效果。这一研究创新性地将超材料的声子带隙与实际生产中水轮机机组振动的问题进行巧妙结合,对于解决水轮机机组振动这一问题是一种方法补充,同时对于声子晶体超材料的实际应用是一种拓展。