Page 146 - 《应用声学》2025年第3期

680 2025 年 5 月

10
Pa 0
1.0 -10 dB
40 140
0.9
20 135
0.8
130
0.7 20
10 125
0.6 120
0.5 0 115
0
0.4 110
-10
0.3 105
-20
0.2 100
-20 10
0.1 0
(a) ܱڤܦԍጟʼ፥ڏ (p ref=1 mPa)
图 3 硅橡胶结构拓扑优化结果 ܱڤૉՔভ(ӭͯ: dB)
0° གູ
Fig. 3 Topological optimization result of silicone 30° 330° གູᆪൃ
ᑛፇ౞
rubber structure
60° 300°
m
0.6
90° -20 0 270°
0.5

0.4 120° 240°
0.3
150° 210°
180°
0.2
(b) ܱڤૉՔভڏ
0.1
图 5 点源硅橡胶结构指向性图
0 Fig. 5 Directional diagram of point source with
-0.2 0 0.2 0.4 m
silicone rubber structure
(a) ͖ӑፇ౞ѭ᭧ڏ
2.1 圆台形硅橡胶结构的尺寸优化模型
根据拓扑优化的结果，不难发现其轮廓近似圆
m
0.6
台形。因此，本节考虑重新设计一种圆台形硅橡胶
0.5
0.4 结构，以圆台形结构的上底半径 a、下底半径 b 以及
0.3 结构高度 H 作为待优化参数，使用粒子群优化算法
0.2
结合有限元仿真软件对圆台形结构的尺寸进行优
0.1
化仿真，同样以式 (5) 作为优化的目标函数，模型如
0.2 图 6 所示。其余仿真条件包括计算频率、材料参数
0 0.2
m 0 等均与第1节中保持一致。
-0.2
-0.2 m
(b) ͖ӑፇ౞ʼ፥ᇨਓڏ
图 4 优化结构示意图
Fig. 4 Diagram of optimized structure ඵ۫
ړԼॎፇ౞ PML
2 圆台形硅橡胶结构的尺寸优化

拓扑优化得到的结果虽然较好，但其拓扑结构 ஽ᣁࠫሦzᣉ
比较复杂。在实际应用中，经济性与加工便利性同
样是需要考虑的因素。为此本节中将简化上述结构
图 6 尺寸优化模型
的几何形状，并进行尺寸优化。
Fig. 6 The model of size optimization