满足λ＞＞μ的软媒质(亦称弱可压缩媒质，其中λ和μ为媒质的拉密常数)是一类极为特殊的固体媒质。由于此类媒质的切变模量甚小，因而其力学性质在很大程度上与流体的十分类似，表现出很强的“类水”性质，故又称作类水媒质。当软媒质中含有一定量气泡时，声波在其中传播时会引起气泡的强烈振动，使含气泡软媒质中的声行为表现出含气泡的普通固体媒质所不具备的独特性质。软媒质在科学研究及生产应用中十分常见，软橡胶材料、高分子材料及医用仿生材料多属此类，气泡也常出于人为或非人为的原因被引入其中。含气泡软媒质在许多重要场合均有广泛的应用背景，如高效吸声材料等。然而迄今为止，以含气泡软媒质为对象的理论或实验研究较少，尚无可有效描述此类媒质独特性质的理论方法，缺乏对相关物理机制的深入认识，诸多基本问题仍然未决，例如声局域化现象的存在等。因此，对含气泡软媒质声学特性的研究富于基础性的学术意义，对于生产应用的作用亦显而易见。本文对含气泡软媒质中的声传播特性进行了系统而深入的理论研究。 第一章绪论部分回顾了现有的理论与实验两方面的研究背景，简单介绍了对含气泡软媒质声学特性的研究进展，并概述了本文工作的主要内容。 第二章以含有随机分布气泡的弹性软媒质为研究对象，采用自洽场法对纵波的传播行为进行了深入的理论研究。在理论上证明了声波的局域化现象可在略高于气泡本征频率的频段内普遍存在于此类媒质中，且局域化在气泡含量很小时已经出现。并通过分析声场的空间相关性质，提出了一种基于空间相关函数检测的理论方法，可用于对声波局域化现象进行有效的鉴别。此外，分析了声波发生局域化现象的条件及结构参数对局域化特性的影响规律。 第三章基于对软媒质中单个气泡振动方程的修正，提出了可描述含气泡粘弹性软媒质中线性与非线性声传播行为的等效媒质方法。通过修正气泡振动时的附加形变对本构关系的影响，在线性范围内将该等效媒质法与Gaunaurd等人提出的经典的等效媒质理论进行比较，两种方法在不同情况下得到的结果均高度一致，验证了该等效媒质法的可靠性。利用该方法对此类媒质中的纵波传播特性进行了深入的研究与探讨。 第四章对该等效媒质方法进行了修正与扩展，提出了更好描述实际的含气泡软媒质中声行为的普适理论方法。该方法可有效描述三维声波的非线性传播特性，并全面计入了所有实际效应的影响，包括媒质的粘弹性、气泡壁上的表面张力、气泡周围存在的包膜以及媒质周围的环境压力等所有。在三种特定情况下深入分析了各种实际效应对含气泡媒质声行为的影响规律，并通过对比不同的理论方法证明了该方法的有效性。 第五章对含气泡粘弹软媒质中传播的纵波提出了可有效得到最优化声衰减的数值优化方法。通过结合模糊逻辑与遗传算法，对含气泡媒质的各结构参数进行优化选取，以期在目标频段内产生均匀、高效的声衰减。数值模拟表明该方法对提高含气泡媒质的声衰减性能的必要性及有效性。 第六章中给出了本研究的主要结论。