Page 180 - 《应用声学》2023年第3期

618 2023 年 5 月

表 3 宽频隔声装置各个 THR 单元的几何参数
Table 3 Geometric parameters of the THRs

结构 1 结构 2 结构 3 结构 4 结构 5 结构 6 结构 7 结构 8 结构 9
a 1 /cm 1.13 1.46 2.23 1.61 1.72 1.83 1.38 1.89 1.98

l 1 /cm 0.77 0.24 10.75 0.54 0.81 0.46 1.12 0.53 0.13
h 1 /cm 11.08 13.57 10.68 11.93 10.82 11.27 6.85 10.82 8.58
a 2 /cm 0.69 0.73 0.85 0.83 0.97 0.98 0.96 1.12 0.83
l 2 /cm 3.13 3.25 3.19 2.54 3.22 3.84 3.88 2.35 3.59
h 2 /cm 3.55 4.48 2.30 4.31 3.84 3.00 1.88 3.89 1.87

Sound-absorption mechanism of structures with periodic
3 结论 cavities[J]. Journal of Applied Acoustics, 2021, 40(4):

525–531.
由于单个 THR 单元的工作频带往往较窄，在 [2] 杨海滨, 李岳, 赵宏刚, 等. 一种含圆柱形谐振散射体的黏弹
实际应用中常常需要对多个 THR 单元进行组合以 材料低频吸声机理研究 [J]. 物理学报, 2013, 62(15): 154301.
Yang Haibin, Li Yue, Zhao Honggang, et al. Low-
实现低频隔声降噪的目的。这种组合结构通常包含
frequency acoustic absorption mechanism of a viscoelastic
多个待调节的参数，传统的设计方法设计效率往往 layer with resonant cylindrical scatterers[J]. Acta Physica
很低。因此，本文提出了一种基于 DL 的低频宽带 Sinica, 2013, 62(15): 154301.
[3] 王兴国, 舒海生, 张靓, 等. 径向声子晶体隔声特性 [J]. 应用
隔声装置的设计方法，实现了对包含多个 THR 单
声学, 2019, 38(1): 120–128.
元的隔声装置的快速自动化设计。本文基于集总参 Wang Xingguo, Shu Haisheng, Zhang Liang, et al. Acous-
数模型完成了对 THR 单元的理论建模，同时对组 tic insulation properties of radial phononic crystals[J].
Journal of Applied Acoustics, 2019, 38(1): 120–128.
合结构中单元间的耦合效应进行了分析，为低频宽
[4] 梅军, 马冠聪, 杨旻, 等. 暗声学超材料研究 [J]. 物理, 2012,
带隔声装置的设计提供了理论基础；简要介绍了基 41(7): 425–433.
于DL 模型的 THR 单元的设计方法，并将其拓展到 Mei Jun, Ma Guancong, Yang Min, et al. Dark acoustic
metamaterials[J]. Physics, 2012, 41(7): 425–433.
了低频宽带隔声的组合结构设计中；采用所提出的
[5] Donda K, Zhu Y, Fan S W, et al. Extreme low-
方法对包含 9 个亥姆霍兹共鸣器单元的组合结构进 frequency ultrathin acoustic absorbing metasurface[J].
行了设计，实现了158 ∼ 522 Hz范围内的宽带隔声， Applied Physics Letters, 2019, 115(17): 173506.
[6] Dong R, Mao D, Wang X, et al. Ultrabroadband acoustic
并基于 TMM 理论和 FEM 理论验证了该设计的有 ventilation barriers via hybrid-functional metasurfaces[J].
效性。和传统的人工设计相比，基于DL的设计方法 Physical Review Applied, 2021, 15(2): 024044.

可以通过数据驱动的方式从大量的数据中自动发 [7] Liu C, Shi J, Zhao W, et al. Three-dimensional sound-
proof acoustic metacage[J]. Physical Review Letters, 2021,
现和学习有用的信息，减少对设计者专业知识和设 127(8): 084301.
计经验的依赖，是声学结构按需设计和优化的有效 [8] Garcia-Chocano V M, Sanchis L, Diaz-Rubio A, et al.
工具。考虑到集总参数模型可以在低频范围内准确 Acoustic cloak for airborne sound by inverse design[J].
Applied Physics Letters, 2011, 99(7): 977.
地分析各种声学结构，该方法具有很强的通用性和 [9] Krizhevsky A, Sutskever I, Hinton G E. Imagenet
可扩展性，未来也可以进一步向其他声学结构设计 classification with deep convolutional neural net-
领域进行推广。 works[C]//Advances in Neural Information Processing
Systems, 2012, 25: 1097–1105
[10] Cho K, van Merriënboer B, Gulcehre C, et al. Learn-
ing phrase representations using RNN encoder-decoder for
参 考 文 献
statistical machine translation[J]. arXiv Preprint, arXiv:
1406.1078, 2014.
[1] 罗英勤, 楼京俊, 张焱冰, 等. 含周期性空腔结构吸声机理的 [11] Hinton G, Deng L, Yu D, et al. Deep neural networks
研究 [J]. 应用声学, 2021, 40(4): 525–531. for acoustic modeling in speech recognition: the shared
Luo Yingqin, Lou Jingjun, Zhang Yanbing, et al. views of four research groups[J]. IEEE Signal Processing