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微穿孔吸声结构是20世纪70年代在我国声学泰斗马大猷先生的研究下发展起来的。作为一种共振式的吸声结构,由于其声阻比通常的穿孔结构的声阻要大,因而具有独特的宽频带的吸声性能。同时它又具备共振式的吸声结构的共性──吸声频带的多支性,这使得吸声频带进一步加宽。作为一种无源吸声方案,无疑它是一种宽频、高效、清洁、环保的吸声选择。
在研究的过程中,以前采用的是类比线路图的方法。研究了单层结构、双层结构在阻抗管以及混响室中的性能。研究表明:微穿孔吸声体的特性参数是相对声阻、穿孔直径和共振频率。当穿孔直径趋近于零时,单层结构的吸声频带达到极大值,可达到2~3个倍频程,而相应的双层结构的吸声频带将达到4~5个倍频程。同时,大量的实验也验证了微穿孔吸声理论的正确性。据此理论,也给出了根据要求的设计方案。
本文采用了一种新的方法──阻抗转移法,研究了微穿孔吸声结构的性能。所采用的方法突破了类比线路的低频限制,并将微穿孔吸声体的相对声阻和相对声质量均视为频率的函数,编制了适合于单层、双层结构的预测软件,其预测结果更接近实际测量结果,且与类比线路的方法预测结果稍有差异。另外,本文将遗传算法这一具有独特的快速搜索性能的方法引入进来,给出了一种新的设计思路,即首先设计出一条目标曲线──吸声结构在三分之一倍频程点的吸声系数值,所有的结构参数都不需要确定,利用遗传算法可以优化出所有的结构参数,使得在该结构参数下,吸声系数曲线能够和设计曲线基本吻合。据此思路,编制了应用软件,能够实现上述的设计方案,这极大地方便了工程设计和工程操作。可以为微穿孔吸声结构的更广泛的应用提供有力的工具。