扩散吸声体 (diffsorber) 是近年来出现的一种新型的声学结构，它兼有扩散 与吸声两种功能。在厅堂音质设计中，特别是在处理小房间的音质问题时，经常 需要房间壁面与顶面设计同时具有扩散与吸声作用。因此，扩散吸声体在播音室、 录音棚、音乐厅等声学设计中得到越来越广泛的应用。但是，目前针对扩散吸声 体的研究成果不多，理论发展远落后于实践的需要，因此有必要在理论及实验上 进一步深入。 本文首先对扩散吸声体的研究进展进行了综述，包括理论分析，数值预测及 实验技术等；从信号处理的角度阐明界面对声音均匀扩散的理论，在此基础上对 扩散吸声体进行了合理的分类；同时还发展了预测扩散系数的边界元方法，编写 了相关的预测程序，提高预测的效率。 论文着重对共振型与纤维型两类扩散吸声体进行了理论分析与优化设计。共 振型扩散吸声体是基于数论扩散体的声学结构，其表面声阻抗主要取决于不同的 空腔深度。纤维型扩散吸声体是由不同声阻抗的纤维性吸声材料组合构成，其扩 散性能取决于表面声阻抗的合理分布。 首先，论文对共振型扩散吸声体的声学性能作了比较深入的理论分析，其核 心是对平面多共振器组合的耦合分析，导出描述整个系解说统的控制方程组，并且对 影响其声学性能的各种参数进行了讨论。同时，分两种情况研究了闭管声阻的形 成：一种是内部没有任何吸声材料的情况，采用时域有限差分法从定性的角度分 析其吸声机理。该方法从流动的本质上解析了声学现象，具有直观和便捷的特点。 同时引入非线性耦合声阻抗模型，从定量的角度分析各闭管管口质点的平均振 速，从而推导出扩散吸声体整个表面的附加阻抗，得到无护面层扩散吸声体的吸 声规律；另外一种是利用护面层产生声阻的情况，通过控制蒙布暴露面积来控制 声阻，在调整声阻合适的情况下，共振型扩散吸声体不但具有良好的扩散性能， 而且同时具有较高的吸声量。通过两个优化设计的实例证明了以上理论分析的正 确性，共振型扩散吸声体的吸声量要比自身面积大，在250Hz到2000Hz广大范 围内，单位有效面积的吸声量可达1.5左右。而在扩散性能方面，实例共振型扩 散吸声体在法向入射时，扩散系数在中低频可达0.5，在高频可达0.6左右。 其次，对纤维型扩散吸声体进行了理论分析，其核心思想是组合不同的纤维 性吸声材料，通过控制影响材料声学性能的物理参数来形成表面声阻抗的伪随机 分布，以达到最佳的扩散效果。分析表明，纤维性吸声材料在通过适当组合后， 不仅保留原来较好的吸声效果，同时呈现良好的扩散性能。论文在此基础上，编 写了优化设计程序，根据优化设计结果制作了一个实例。实验表明在法向入射条 件下，纤维型扩散吸声体反射声能的分布范围可以拓展到离开法向80度甚至更 大的方向，而没有明显的衰减。结果证明了通过优化设计后的吸声材料组合，其 扩散效果是令人满意的。 最后，论文对研究结果进行了总结，并对今后进一步的研究方向作了讨论。 关键词：音质设计，扩散吸声体，伪随机，耦合声阻抗