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给出了低频声－结构耦合系统的有限元方程，并在此基础上提出声一结构耦合系统的包含尺寸和形状设计变量的优化设计模型，建立基于灵敏度分析求解的优化设计方法，重点推导了耦合系统的特征频率和声压级响应关于设计变量的灵敏度方程。在JIFEX软件中实现上述理论和算法，并通过灵敏度比较和优化设计的数值算例，进一步说明该研究方法对声结构耦合系统的工程设计具有实用意义。