超材料是自然界中較少見的、主要由人類發(fā)明的一系列人工設(shè)計新材料，具有超常的力、熱、光、聲、電及磁等物理性能，可分為力學(xué)超材料、聲學(xué)超材料、彈性波超材料和電磁超材料等。由人工功能基元的設(shè)計與空間序構(gòu)開發(fā)的超材料，其奇異的宏觀性能來源于人工功能基元內(nèi)部構(gòu)型的精巧設(shè)計而非功能基元自身的材料屬性。序構(gòu)是指對人工設(shè)計的功能基元的堆垛和排列方式，如長短程有序、梯度有序或完全無序等，本書提出了由布拉維點陣序構(gòu)理論指導(dǎo)功能基元的序構(gòu)。序構(gòu)中功能基元母材的種類不受限制，為探索具有變革性及顛覆性的高性能新材料提供了更大的空間，實現(xiàn)人類利用自然界現(xiàn)有的金屬或非金屬材料按照自己意愿逆向調(diào)控材料性能的夢想。超材料的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，大規(guī)模、大尺度超材料結(jié)構(gòu)增材制造的成本也大幅降低，為超材料在船舶與海洋工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。構(gòu)建超材料結(jié)構(gòu)力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)及電磁學(xué)等分析理論體系的時機逐漸成熟，作者在本書中給出了這方面的初步探索。
　　船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)動力學(xué)專注于海洋環(huán)境中各類艦船或人造海洋結(jié)構(gòu)物，研究船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的動態(tài)載荷、振動特性、動態(tài)載荷作用下結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，有關(guān)的分析原理、分析方法、評估準則、控制方法和振動優(yōu)化設(shè)計，為改善船舶或海洋結(jié)構(gòu)物在動態(tài)載荷環(huán)境中的安全及可靠性提供理論基礎(chǔ)。各國船級社頒布的船舶及海洋結(jié)構(gòu)物振動與噪聲的規(guī)范，均涉及振動、碰撞、擱淺、砰擊、破冰、爆炸、沖擊與穿甲等問題。船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物聲學(xué)主要研究船舶的艙室噪聲、環(huán)境噪聲和水下輻射噪聲的數(shù)值預(yù)報方法、噪聲限值標準與聲學(xué)設(shè)計技術(shù)等。隨著人類對船舶振動和噪聲舒適性提出的更高要求，針對寬頻瞬態(tài)類、多噪聲源、多振源問題，現(xiàn)有的常規(guī)材料下減振降噪措施難以滿足工程應(yīng)用需求，超材料的發(fā)展為解決這類問題提供了很好的途徑。
　　本書系統(tǒng)介紹了作者在力學(xué)超材料和聲學(xué)超材料方面的最新研究成果，并結(jié)合船舶與海洋工程需求，闡述超材料在減振、降噪、抗爆、抗沖擊與聲隱身等領(lǐng)域的應(yīng)用。全書共13章，可分為兩大部分。第1章至第9章是第一部分，內(nèi)容包括超材料設(shè)計理論與方法，給出任意泊松比超材料、負剛度超材料和彈性波帶隙超材料的設(shè)計理論與方法；第10章至第13章是第二部分，內(nèi)容包括超材料在船舶與海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用，介紹超材料及聲學(xué)黑洞在艦船減振、抗爆、抗沖擊和聲隱身方面的應(yīng)用。
　　自2011年起，博士研究生張相聞、秦浩星、李清、任晨輝、羅放、劉西安和莊曜澤，碩士研究生馬濤、張梗林、吳秉鴻、夏利福、王博涵、趙業(yè)楠及毛翔等參加了書稿內(nèi)容的部分研究工作。感謝美國西北大學(xué)陳衛(wèi)院士對作者在機械工程系作為訪問教授訪學(xué)期間給予的學(xué)術(shù)指導(dǎo)。
　　書中涉及的研究獲得了國家自然科學(xué)基金項目、國防科技創(chuàng)新特區(qū)火花項目、海洋工程國家重點實驗室開放課題和海南省三亞崖州灣科技城深�？萍枷葘�(dǎo)創(chuàng)新項目的先后資助，在此深表感謝。
　　限于作者水平，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。