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经济和科学技术的迅猛发展提高了人们的生活水平，同时也带来了一些负面影响，如噪声已经成为当今世界三大污染源之一。泡沫金属作为一种新型吸声材料，在空压机房、列车发动机房、声频室、施工现场、城市快速路的声屏障等噪声控制领域有着广泛的应用。目前国内外对其吸声性能的优化设计研究以及专门针对泡沫金属而进行的数值模拟研究存在明显不足，针对这些问题，本文开展了如下工作:
首先，在已有声学模型的基础上，通过对泡沫金属内部孔结构的分析，将曲折因子和形状因子率引入到该模型，分别对有效密度和有效体积弹性模量以及特性阻抗和复数波数进行修正，提高了模型对复杂结构的适应性，使之更加适合声学设计。通过理论与实验的对比，验证了修正模型的正确性。
其次，从优化的角度出发，运用模拟退火算法对单层及组合泡沫金属吸声结构在100-4000HZ频率范围内进行了系统优化设计，得出了单层、组合泡沫金属吸声结构的最佳参数组合，并与穷举算法所得优化结果进行比较，证明了模拟退火算法的有效性和正确性。研究了空腔数对泡沫金属吸声性能产生的影响，结果发现增加空腔个数可以提高泡沫金属在全频段上的吸声性能，在减少材料厚度的同时，泡沫金属低频范围内的吸声性能又不会出现明显的恶化。
最后，对泡沫金属在工程应用中的降噪效果进行了数值仿真研究。