[发明专利]一种基于遗传学算法的逆推开孔发泡材料参数的方法

权利要求书

1.一种基于遗传学算法的逆推开孔发泡材料参数的方法，其特征在于，应用于单层多孔材料，包括以下步骤：

步骤一、以向量形式表示待测开孔发泡材料的声学参数和物理参数，对其进行编码生成二进制的染色体种群；

步骤二、而后经过解码带入吸声系数仿真模型中计算仿真吸声系数，将所述仿真吸声系数与通过实验测得的实验吸声系数带入目标函数中计算，利用遗传算法筛选出目标函数结果较优的种群个体；

步骤三、对所述较优的种群个体进行变异、交叉操作，生成新的染色体种群，重复执行步骤二进行筛选，直到筛选出的种群个体所求目标函数平均值公差满足收敛标准，此时对应的种群个体中的各个参数即为要求的待测开孔发泡材料的声学参数和物理参数；

对所述步骤二中解码后的二进制染色体种群中的各个参数设置约束条件，所述约束条件设置为

100σ1000000 10e^-4Λ1

0.01Φ0.99 10e^-4Λ'1

1α_∞4 10e^-4k'_o1

10ρ100 500E1000000

0.01η0.2 0ν0.5

其中，f_r表示待测开孔发泡材料的共振频率，即为通过梯度下降法获得实验吸声系数曲线发生共振峰谷现象的频率点，h表示厚度，ρ表示体密度，E表示杨氏模量，ν表示泊松比、η表示阻尼损耗因子，Φ表示孔隙率、σ表示流阻率、α_∞表示弯曲度、k₀′表示静态热渗透因子、Λ'表示热特征长度和Λ表示粘性特征长度。

2.根据权利要求1所述的基于遗传学算法的逆推开孔发泡材料参数的方法，其特征在于：所述目标函数Fitness设置为

其中，α^T、α^s分别是实验吸声系数和仿真吸声系数的离散点集，var[α^T]和var[α^s]分别表示它们的方差，n表示测试吸声系数的频率点个数，和分别表示频率z处实验吸声系数和仿真吸声系数的结果。

3.根据权利要求2所述的基于遗传学算法的逆推开孔发泡材料参数的方法，其特征在于：所述实验吸声系数通过阻抗管测量法得到，其对应的公式为，

其中，R_T表示材料表面的反射系数，H₁、H₂和H₁₂分别表示入射波和反射波以及传递函数，x₁、x₂分别表示测试样品与阻抗管内两个传声器的距离，k_o表示波数；

所述吸声系数仿真模型设置为Biot-JCAL模型表征的吸声系数，其对应的仿真吸声系数公式为

其中，是第i层中材料其流体部分的特征阻抗，是固相部分的特征阻抗；μ_i,i＝1,2表示多孔材料中两种纵波的空气与框架传播速度的比值；Z_c、Z_s分别表示空气的特征阻抗和材料表面特征阻抗，δ₁和δ₂表示流相和固相中的两个纵波的复波数；

以向量形式表示待测开孔发泡材料的声学参数和物理参数，其向量设置为