一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置以及系统，通过将多层内嵌式微缝共振器的结构参数作为优化参数，以目标频率处达到最大吸声性能为目标，从而构建结构参数优化模型，并通过对模型进行求解得到双频完美吸声超表面结构参数，该结构设计方法、装置以及系统提升了多层内嵌式微缝共振器的结构设计的效率；进一步地，本发明专利技术提供的一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置以及系统还通过采用序列二次规划算法进行模型求解，从而简化了多层内嵌式微缝共振器结构参数设计流程和耗时，进一步提升了多层内嵌式微缝共振器的结构设计的效率。缝共振器的结构设计的效率。缝共振器的结构设计的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及多层内嵌式微缝共振器的结构设计
，尤其涉及一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置、存储介质及系统。

技术介绍

[0002]随着城市化进程加深，噪声污染，尤其是低频噪声污染已成为不可忽视的环境问题。低频噪声由于波长长，多孔纤维材料等传统吸声材料难以以较小的尺寸实现高效噪声控制。而近年来新兴的基于赫姆霍兹共振器、微穿孔板、卷曲空间等结构单元的亚波长声学超表面，在利用小尺寸控制低频噪声方面展现了广阔的应用前景。
[0003]在现有技术中，通常通过以下两种方法实现：1、利用两个共振频率相近赫姆霍兹共振器之间的相干耦和实现高效低频声吸收；2、利用延长颈式赫姆霍兹共振器之间的相干耦合构造了一种宽带亚波长完美吸声器。其中多层内嵌式微缝共振吸声器可利用其前两阶模态频率实现双频声吸收，适于控制城市变电站噪声等谐波噪声，降低噪声烦扰度，提高声品质。
[0004]但是，现有技术仍存在如下缺陷：针对各个多层内嵌式微缝共振吸声器，其对于特定的结构参数调整非常繁琐和费时，从而使得结构设计的效率较低。
[0005]因此，当前需要一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，从而克服现有技术中存在的上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，从而提升多层内嵌式微缝共振器的结构设计的效率。
[0007]本专利技术一实施例提供一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，所述结构设计方法包括：获取多层内嵌式微缝共振器的待设计结构参数组；所述多层内嵌式微缝共振器包括连接缝、内嵌空气层以及内层腔体；根据预设的传递矩阵方法、预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，构建所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型；通过预设的优化求解算法，对所述结构参数优化模型进行求解以获取优化结构参数组，并根据所述优化结构参数组对所述多层内嵌式微缝共振器进行设计。
[0008]作为上述方案的改进，根据预设的传递矩阵方法、预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，构建所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型，具体包括：通过预设的传递矩阵方法，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型；根据预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，建立所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型。
[0009]作为上述方案的改进，通过预设的传递矩阵方法，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型，具体包括：通过预设的传递矩阵方法，依次计算连接缝的第一传递矩阵、内嵌空气层的第二传递矩阵以及内层腔体的第三传递矩阵；根据所述第一传递矩阵、所述
第二传递矩阵以及所述第三传递矩阵，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型。
[0010]作为上述方案的改进，所述优化求解算法包括序列二次规划算法。
[0011]作为上述方案的改进，所述目标函数的表达式为：subject to f
i
＝f
target，i
(i＝1，2)；式中，A为吸声系数。
[0012]作为上述方案的改进，所述第一传递矩阵为：式中，为虚数单位，l
c
为连接缝长度，和分别为连接缝等效波数和等效阻抗，ω＝2πf为入射声波角频率，f为入射声波频率，S
c
＝w
c
H为连接缝截面积，w
c
和H分别为连接缝宽和高，ρ
eff,c
和C
eff,c
分别表示连接缝的等效质量密度和等效压缩模量。
[0013]作为上述方案的改进，所述第二传递矩阵的表达式为：式中，T
pa,i
为所述第二传递矩阵。
[0014]本专利技术另一实施例对应提供了一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计装置，所述结构设计装置包括参数获取单元、模型构建单元以及设计输出单元，其中，所述参数获取单元用于获取多层内嵌式微缝共振器的待设计结构参数组；所述多层内嵌式微缝共振器包括连接缝、内嵌空气层以及内层腔体；所述模型构建单元用于根据预设的传递矩阵方法、预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，构建所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型；所述设计输出单元用于通过预设的优化求解算法，对所述结构参数优化模型进行求解以获取优化结构参数组，并根据所述优化结构参数组对所述多层内嵌式微缝共振器进行设计。
[0015]作为上述方案的改进，所述模型构建单元还用于：通过预设的传递矩阵方法，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型；根据预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，建立所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型。
[0016]作为上述方案的改进，所述模型构建单元还用于：通过预设的传递矩阵方法，依次计算连接缝的第一传递矩阵、内嵌空气层的第二传递矩阵以及内层腔体的第三传递矩阵；根据所述第一传递矩阵、所述第二传递矩阵以及所述第三传递矩阵，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型。
[0017]本专利技术另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如前所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法。
[0018]本专利技术另一实施例提供了一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计系统，所述结构
设计系统包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法。
[0019]与现有技术相比，本技术方案存在如下有益效果：
[0020]本专利技术提供了一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，通过将多层内嵌式微缝共振器的结构参数作为优化参数，以目标频率处达到最大吸声性能为目标，从而构建结构参数优化模型，并通过对模型进行求解得到双频完美吸声超表面结构参数，该结构设计方法、装置、计算机可读存储介质以及系统提升了多层内嵌式微缝共振器的结构设计的效率。
[0021]进一步地，本专利技术提供的一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法、装置、计算机可读存储介质以及系统还通过采用序列二次规划算法进行模型求解，从而简化了多层内嵌式微缝共振器结构参数设计流程和耗时，进一步提升了多层内嵌式微缝共振器的结构设计的效率。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一实施例提供的一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法的流程示意图；
[0023]图2是本专利技术一实施例提供的一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计装置的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，所述结构设计方法包括：获取多层内嵌式微缝共振器的待设计结构参数组；所述多层内嵌式微缝共振器包括连接缝、内嵌空气层以及内层腔体；根据预设的传递矩阵方法、预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，构建所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型；通过预设的优化求解算法，对所述结构参数优化模型进行求解以获取优化结构参数组，并根据所述优化结构参数组对所述多层内嵌式微缝共振器进行设计。2.根据权利要求1所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，根据预设的传递矩阵方法、预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，构建所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型，具体包括：通过预设的传递矩阵方法，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型；根据预设的目标函数、所述声阻抗模型以及所述待设计结构参数组，建立所述多层内嵌式微缝共振器的结构参数优化模型。3.根据权利要求2所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，通过预设的传递矩阵方法，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型，具体包括：通过预设的传递矩阵方法，依次计算连接缝的第一传递矩阵、内嵌空气层的第二传递矩阵以及内层腔体的第三传递矩阵；根据所述第一传递矩阵、所述第二传递矩阵以及所述第三传递矩阵，构建所述多层内嵌式微缝共振器的声阻抗模型。4.根据权利要求3所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，所述优化求解算法包括序列二次规划算法。5.根据权利要求4所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，所述目标函数的表达式为：subject to f
i
＝f
target，i
(i＝1，2)；式中，A为吸声系数。6.根据权利要求5所述的多层内嵌式微缝共振器的结构设计方法，其特征在于，所述第一传递矩阵为：式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，李林勇，王一凡，孟维，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：