开口辐射噪声是工业生产和日常生活中的常见问题,常用的噪声治理方法包括关窗、采用吸声、隔声材料和结构等,属于被动降噪范畴,其对中高频噪声的控制较为有效,对低频噪声作用不明显。有时为了方便人员物料的进出和保持自然通风采光,开口需要保持打开的状态,被动降噪效果会受到较大影响。本文探究利用有源噪声控制降低开口声辐射的方法,主要工作包括以下四部分:以Huygens原理为理论依据提出了平面虚拟声屏障,即针对一个五面刚性一面开口的空间,在开口处均匀布放次级源和误差点,对空间内声源通过开口向外辐射的噪声进行控制。基于模态展开法提出了计算空间内外声场的理论方法,并通过数值仿真软件SYSNOISE验证了理论方法的正确性。利用该方法计算的理论声压传递函数探究平面虚拟声屏障的降噪性能,计算降噪前后初级源和次级源辐射声功率,将腔内声压按照开口空间的模态进行展开,研究其降噪机理,实验验证了利用平面虚拟声屏障进行全局宽带控制的可行性。由于平面虚拟声屏障中部分次级源布放在开口中间,实际操作中不便安装,且影响开口功能,本文探究了将次级源移到开口边界的可能性,提出了单层边界虚拟声屏障的概念,即仅将次级源布放在边界附近。仿真探究了单层边界虚拟声屏障的全局降噪效果,发现其降噪频率存在上限,只能在有限频带范围内降低辐射声功率。后考察了该单层边界虚拟声屏障的对空间某区域的局部降噪效果,并利用一个开口箱体和一个位于开放式办公室内的半封闭会议室进行实验,验证了局部控制的有效性。为提高边界虚拟声屏障的全局降噪效果,本文进而提出了双层边界虚拟声屏障的概念,将次级源分为两层,均位于开口边界附近,但高度不同。比较了双层边界和单层边界虚拟声屏障的降噪性能,发现在次级源数量相同的情况下,将其分为两层可明显提高声功率降噪量,实验也证明了该结论。将辐射声功率以及声压和法向质点速度进行模态展开,发现双层边界次级源的降噪效果比单层好的原因在于单层次级源无法有效激发其中某些模态,而双层边界次级源中的另外一层可以弥补这一点,从而提高降噪量。仿真发现边界虚拟声屏障存在降噪频率上限,该上限和开口空间的尺寸有关,而理论上平面虚拟声屏障不存在降噪频率上限。平面虚拟声屏障、单层边界以及双层边界虚拟声屏障应用时误差点都是均匀布放在整个开口,同样影响开口功能,为此提出了双层边界误差策略,并和单层边界误差比较,发现双层边界误差的降噪效果好于单层边界误差,原因是单层边界误差的有效降噪范围有限,仅在边界附近,而双层边界误差可以有效扩大降噪范围从而提高降噪量。消声室中的实验结果证明了双层边界误差的优势。总之,本文探究封闭空间内部声源通过开口向外声辐射的有源控制。以不影响开口的自然通风采光为目标,针对次级源的布放,提出平面虚拟声屏障、单层边界虚拟声屏障和双层边界虚拟声屏障这三种系统,并探究比较其降噪性能。针对误差传声器的布放,提出并研究了双层边界误差策略。双层边界次级源和单层边界次级源相比可明显提高降噪量,双层边界误差点和单层边界误差点相比降噪量也有提升,两者的组合可以在完全保留开口的同时实现一定的降噪。实际应用中还存在包括参考信号的获取、小体积次级源的设计、多通道有源控制系统的稳定性等在内的很多问题,有待进一步研究。本文的创新点和贡献主要体现在以下4个方面:1、提出一种平面虚拟声屏障用于开口声辐射的全局控制,提出采用模态叠加法计算空间内外的理论声场,研究平面虚拟声屏障的降噪性能和降噪机理,并进行了实验验证。2、提出单层边界虚拟声屏障的概念,发现其全局降噪效果存在上限。利用一个开口箱体和一个半封闭会议室进行实验,验证了其进行局部控制的可行性。3、提出双层边界虚拟声屏障的概念,发现其降噪效果明显好于同样数量的单层边界次级源,用模态展开法解释原因,给出了边界虚拟声屏障有效降噪上限频率和开口空间尺寸的关系。4、提出双层边界误差策略,发现其降噪效果好于单层边界误差,原因在于双层误差可有效扩大降噪范围。