[发明专利]最大化平均吸声系数的微穿孔板吸声体设计方法

摘要

最大化平均吸声系数的微穿孔板吸声体设计方法，包括：初始化问题参数和算法参数；在定义域内随机初始化M个解向量，每个解向量都含有四个问题变量，分别是穿孔直径，板厚，穿孔总面积占全板的百分数和板后空腔厚度；更新种群中的解向量，不断提高整个种群的质量；判断程序终止条件。本发明的方法通过生成新解、更新差解来不断提高整个种群的质量，使最优解的平均吸声系数在少数迭代次数内能快速上升到较高的水平，综合考虑了整个频率范围内所有采样频率点的吸声系数，使微穿孔板吸声体能够有效抑制指定频率范围内的噪声，最大限度地减弱了包含有各个频率成分的噪声对人们及周围环境的影响。

主权项

1.最大化平均吸声系数的微穿孔板吸声体设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：初始化问题参数和算法参数，问题参数包括整个频率范围的下界f_min和上界f_max，频率采样点数目n，问题变量数目N，对于j＝1,…,N，第j个问题变量的下界和上界算法参数包括解向量的数目M，最大迭代次数G_max，调整步长向量Δ＝(Δ₁,…,Δ_N)，中心扰动概率p_d，扰动标准差σ。步骤B：在定义域内随机初始化M个解向量，具体包括：步骤B‑1：每个解向量都代表一种微穿孔板吸声体设计方案，且可以表示为V＝(d,t,p,D)，其中d为穿孔直径，t板厚，p为穿孔总面积占全板的百分数，D为板后空腔厚度；对于j＝1,…,N，第j个问题变量由获得，r为[0,1]内均匀分布的随机数；步骤B‑2：对任意解向量V＝(d,t,p,D)，计算其目标函数值；采样n个频率点，对于i＝1,…,n，第i个频率值为先计算穿孔板常数再计算相对声阻和相对声质量然后计算第i个频率采样点的吸声系数最后计算解向量V＝(d,t,p,D)的目标函数值，即所有频率采样点的平均吸声系数步骤C：从M个解向量中产生一个新的解向量，具体包括：步骤C‑1：更新算法参数对于j＝1,…,N，计算第j个问题变量的调整步长其中和分别为第G次迭代中所有解向量的M个j维变量中的最大值和最小值，如果G≤G_max/3，则设置扰动标准差σ＝0.1，否则设置扰动标准差σ＝0.02，其中G_max为最大迭代次数；步骤C‑2：调整问题变量对于j＝1,…,N，从所有解向量的M个j维变量中随机选择一个U_j，并对其进行局部调整其中代表新的解向量中的第j维变量，r为[0,1]内均匀分布的随机数，Δ_j为第j维变量的调整步长；步骤C‑3：扰动问题变量以概率p_d＝0.1对第j维变量进行中心扰动其中N(μ_j,σ)表示均值为μ_j，标准差为σ的正太分布随机数；μ_j为所有解向量的M个j维变量的平均值；步骤C‑4：核查问题变量是否超出其定义域如果则设置如果则设置如果没有超出定义域，则不对其进行操作；步骤C‑5：采用与步骤B‑2同样的计算步骤获得新产生的解向量V^new的目标函数值f(V^new)，如果f(V^new)大于原M个解向量中最差解V^worst的目标函数值f(V^worst)，则用V^new替换V^worst，否则，忽略V^new，保留V^worst；步骤D：判断程序终止条件令G←G+1，若G大于G_max，则停止步骤A～D，并从M个解向量中选择目标函数值最大的解为最优微穿孔板吸声体设计方案；若G小于或等于G_max，则重复步骤B～D。