Noise and Vibration Control ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 288-293.

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Optimization Design of Membrane Acoustic Metamaterials for Low-frequency Noise Reduction in Vehicles

  

  • Received:2025-05-19 Revised:2025-07-16 Online:2026-10-18 Published:2026-10-15

面向车辆低频噪声控制的薄膜型声学超材料优化设计

侯智伟1,黄雨晨1, 2,付宜风1,王肖1   

  1. ( 1. 江苏大学汽车与交通工程学院, 江苏镇江212013;
    2. 江苏大学汽车工程研究院,江苏镇江212013 )

摘要: 噪声控制是噪声、振动与声振粗糙度(Noise,Vibration,and Harshness,NVH)技术的关键环节。聚焦于车辆500 Hz以下的低频噪声控制,利用有限元软件构建薄膜型声学超材料模型:以刚性薄板代替传统薄膜,解决预紧力依赖与加工难题。通过振型分析和数值模拟探究改进结构的隔声机理及材料、几何参数对隔声性能的影响规律;结合COMSOL with MATLAB联合仿真与遗传算法,提出低频隔声性能优化策略。优化结果表明:改进后的薄膜型声学超材料在500 Hz 以下频段的声学传递损失(Sound Transmission Loss,STL)提升至25.43 dB;与传统前围板相比,超材料-前围板在保证轻量化与工艺简便性的同时,使目标频段STL达到31.53 dB,增幅达38.9 %。研究可为薄膜型声学超材料的降噪应用提供新思路,推动其在汽车低频降噪领域中的应用。

关键词: 声学, 低频噪声控制, 声学超材料, 联合仿真, 遗传算法