噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 282-287.

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基于近似模型的弹性背腔穿孔管消声器声学性能优化

张帆1，2，朱海潮1，2，侯九霄1，2   

  1. （ 1. 海军工程大学振动与噪声研究所，武汉430033；
    2. 海军工程大学船舶振动噪声重点实验室，武汉430033 ）
  • 收稿日期:2022-08-19 修回日期:2022-10-10 出版日期:2024-02-18 发布日期:2024-02-10

Acoustic Performance Optimization of Perforated Tube Muffler with Elastic Back Cavity Based on an Approximate Model

  • Received:2022-08-19 Revised:2022-10-10 Online:2024-02-18 Published:2024-02-10

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摘要： 弹性背腔穿孔管消声器利用声波和弹性管壁的耦合作用，相比于穿孔管消声器具有更好的低频消声性能。为了进一步提高该消声器的低频、宽频消声能力，采用遗传算法对其进行优化。首先，利用COMSOL有限元软件建立该消声器的传递损失计算模型。其次，分析弹性管壁材料对消声器低频消声性能的影响，并选取橡胶复合材料作为弹性管壁材料。再次，由于所采用的有限元模型计算耗时长，为节约时间资源，利用径向基函数（Radial Basis Function，RBF）神经网络方法建立近似模型代替有限元计算模型。最后，利用近似模型结合遗传算法进行全局寻优，获得该消声器结构参数的优化结果，并利用有限元模型验证优化的准确性。结果表明：优化后在100～1 000 Hz 低频段范围内弹性背腔穿孔管消声器消声带宽增加62 %，且平均传递损失提高3.6 dB。

关键词: 声学, 消声器, 近似模型, 遗传算法, 神经网络模型, 传递损失