穿孔耳塞的非线性隔声特性表现为：在耳塞上穿合适尺寸和结构的小孔，可以使耳塞在低声压激励时隔声量很小而在高声压激励时隔声量很大。这种性能的优点是耳塞在低声压级环境中不影响正常通信而在高声压级环境中有效保护听力。因而这种非线性隔声特性可应用于航空、航天、军事等领域。但是目前关于穿孔耳塞的研究实验较多，理论研究和数值计算很少。　　 针对以上问题，本文的主要工作和创新点概括如下：　　 (1)总结了穿孔耳塞隔声的时域理论模型和频域理论模型。频域理论模型包括集总参数模型、传递矩阵模型和等效线性化模型。传递矩阵模型比集总参数模型适用更宽的频带。通过等效线性化模型估计了穿孔耳塞在白噪声激励下噪声衰减的非线性特性。　　 (2)通过理论模型研究了鼓膜声阻抗、双层穿孔结构和多孔结构对穿孔耳塞隔声特性的影响。鼓膜的声阻抗对穿孔耳塞的隔声特性影响不大。多层穿孔结构可能会拓宽耳塞非线性隔声的频带。多孔结构会改变耳塞隔声量的大小并偏移非线性隔声的频带。　　 (3)对穿孔耳塞在不同形式的声波激励下的非线性隔声特性进行了数值计算和实验研究。数值计算采用刚性算法来求解含有病态矩阵的时域模型。通过级数展开法推导的近似解析解验证数值计算刚性算法的可靠性。实验在以行波管道为主管道的侧壁安有人工耳道，这样在人工耳道入口可以获得平稳的平面波。　　 (4)数值计算和实验一致表明：双频信号激励时频率间的耦合效应明显。随机宽带信号激励时噪声衰减随激励声压级的升高而增大，而且这种变化在共振频率处最明显。脉冲声激励时穿孔耳塞的隔声特性与激励脉冲的坡度以及峰值紧密相关。