往复式压缩机在中、小型制冷冰箱行业占有很大的份额,也是冰箱的重要组成设备、产生噪声的源头之一。随着经济的飞速发展与科学技术提高,人们愈发追求高品质生活,同时也越来越关注冰箱的噪声水平。低噪声、高效能的冰箱更符合人们的需求,其市场占有率也日益提高。通过优化压缩机壳体声辐射,可以有效地减少压缩机的整体噪声。而声辐射结构的拓扑优化问题也是近年来结构优化领域的一个研究热点。目前的研究多集中于结构厚度分布的拓扑优化和固定位置的筋板厚度优化,对于筋板布局的拓扑优化较少,而针对曲面壳体的筋板布局优化更是鲜有。本文利用快速多极子边界元法对压缩机壳体的声学灵敏度进行求解,得出压缩机壳体的敏感区域,通过增强该区域刚度的方法,完成对压缩机壳体的优化。首先,介绍了声学灵敏度分析方法以及快速多极子边界元方法。利用快速多极子边界元与结构声学灵敏度相结合的方法,显著降低了求解以及优化过程中计算量,降低了优化设计的成本。其次,对需要研究的目标压缩机进行了实验分析。测定了压缩机的噪声以及振动特性,分析指出了4个声压级峰值频率,为压缩机壳体的声辐射优化指明了方向,并为验证所建的压缩机壳体有限元模型提供了实验数据基础。接下来建立了压缩机壳体的模型,并利用有限元与边界元相结合的方法,对压缩机壳体的声辐射值进行了数值模拟,得出了数值模拟下的压缩机壳体辐射噪声的峰值声压频率,对比实验所测定的频率,验证了所建模型的有效性。最后,确定了压缩机壳体优化的目标函数,并利用结构声学灵敏度与快速多极子边界元相结合的方法,对压缩机壳体进行了拓扑优化,通过局部加筋,提高壳体刚度,减小壳体表面的法向振速的方法,成功实现了对压缩机壳体的优化,并进行了数值分析,通过数值对比,优化后的辐射声压在目标频域处成功降低,验证了本方法的有效性。结果表明,基于声学灵敏度对压缩机壳体乃至曲面壳体进行拓扑声学优化,能够实现预期的目标,结合快速多极子边界元法,可以显著地提高灵敏度的求解效率,适用于工程实际。