Page 179 - 《应用声学》2023年第3期

第 42 卷 第 3 期 孙雪聪等： 基于深度学习的低频宽带隔声器件设计 617

了降低设计过程的计算成本，提高设计效率，使用 谱中相邻共振峰之间的间距比预期的更大，共振峰
TMM对设计过程中产生的组合结构的STL频谱进 间频带的STL低于预期目标。考虑到上述误差的影
行计算。由于 TMM 对结构进行建模时引入了一些 响，在设计过程中可以适当提高传输损失的设计目
近似，基于 TMM 计算得到的共振频率可能会低于 标T，以缩小相邻共振峰的间距，避免共振峰间出现
结构真实的共振频率，从而导致结构真实的STL 频 无法接受的低谷。
Ͱᮠӝ ᰴᮠӝ Ͱᮠӝ ᰴᮠӝ Ͱᮠӝ ᰴᮠӝ

ፇ౞ 30 ጸՌፇ౞ 35 ጸՌፇ౞
15.0 ፇ౞ 30 ፇ౞
25
12.5 T 20 25
STL/dB 10.0 15 20
7.5
15
5.0 f  f  10 T 10 T
f  f  f  f 
2.5 5 5
0 0 0
100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz

Ͱᮠӝ ᰴᮠӝ Ͱᮠӝ ᰴᮠӝ
ጸՌፇ౞ 40
40 ፇ౞9 ጸՌፇ౞
ፇ౞8
30
30
STL/dB 20 20 ĊĊ

10 T 10 T
f  f 
0 0
100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
图 5 低频宽带隔声装置的设计过程
Fig. 5 Design process of the low-frequency broadband sound insulation device

9 呈现出的大体趋势是一致的，且 TMM 的计算复杂
8
7
6 度更低，因此在设计宽频器件的过程中使用 TMM
5
3 4
2 可以大大提升设计效率，也可以满足宽频隔声的设
1 计目标。

50

40
图 6 低频宽带隔声装置示意图
Fig. 6 Schematic view of the low-frequency broad- 30
band sound insulation device STL/dB
最终得到的宽频隔声装置中各个 THR 单元的 20
几何参数如表 3 所示，组合结构的 STL 频谱如图 7 10
所示。黄色实线为基于 TMM 的计算结果，蓝色虚 FEM TMM
0
线为基于 FEM的计算结果。结果表明，该组合结构 200 300 400 500
ᮠဋ/Hz
的隔声频段为 158 ∼ 522 Hz，达到了低频宽带隔声
10 dB 以上的预期目标。正如之前所分析的，基于 图 7 宽频隔声装置的 STL 谱线
FEM 的结果和基于 TMM 的结果之间存在一定的 Fig. 7 STL spectrum of the low-frequency broad-
差异，且这种差异性在高频更加明显。但是，二者所 band sound insulation device