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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119580897B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411668799.1，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法是由任树伟;曾彦;赵子健;曾向阳;王海涛;雷烨设计研发完成，并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法，包括：采集目标噪声进行频谱分析，确定超材料的主要隔声频带；确定目标噪声的声样本的烦恼度，并计算声样本的心理声学参数；分析烦恼度和心理声学参数，得到烦恼度相关性模型；对声学超材料结构建模并计算传递损失，通过调整声学超材料结构的参数，将超材料的隔声频带调整至指定目标频带；计算声学超材料结构的透射系数，根据透射系数得到心理声学参数，建立烦恼度相关性模型，得到噪声烦恼度；基于不同声学超材料结构下噪声烦恼度的大小，调整参数，得到具有最优声品质的声学超材料结构。本发明使用声品质烦恼度作为超材料设计效果的依据，使声品质烦恼度在限定尺寸下有较大降低。

本发明授权一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于声品质的可通风隔声超材料设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、采集目标噪声并进行频谱分析，确定超材料的主要隔声频带；确定所述目标噪声的声样本的烦恼度，并计算声样本的心理声学参数； 步骤二、分析所述烦恼度和所述心理声学参数，得到所述烦恼度与所述心理声学参数的烦恼度相关性模型； 步骤三、在有限元软件中对声学超材料结构建模并计算传递损失，调整亥姆霍兹共振器开孔直径、亥姆霍兹共振器腔体深度以及腔体的长度，将超材料的隔声频带调整至指定目标频带； 步骤四、计算声学超材料结构的透射系数，根据所述透射系数得到心理声学参数，建立所述烦恼度相关性模型，得到噪声烦恼度； 步骤五、基于不同所述声学超材料结构下所述噪声烦恼度的大小，对亥姆霍兹共振器结构的腔体长度进行调整，从而实现隔声频带峰值频率的调整，进而得到具有最优声品质的声学超材料结构； 具体的：所述步骤一包括： 11根据应用场景，使用人工头采集目标噪声，对所述目标噪声进行频谱分析，确定超材料的主要隔声频带； 12以采集到的所述目标噪声为声样本进行主观评价实验，得到各声样本的烦恼度； 13计算声样本的心理声学参数，所述心理声学参数包括响度、尖锐度、粗糙度和波动强度其中，131响度的计算步骤包括： a使用13倍频程近似临界频带，将声音信号的频谱按照13倍频程带划分成28个子带，其中，合并前6个子带为1个特征频带，合并第7个至第9个子带为1个特征频带，合并第10个和第11个子带为1个特征频带，得到20个特征频带；计算每一个特征频带内的声压级； b根据声音传播方式以及模拟人耳工作机制，向特征频带声压级上附加合适的外中耳传递因数； c将b中经过外中耳传递因数的特征声压级作为激励级，计算主响度； d对特征响度在心理声学频率上进行积分形成总响度；其中，特征频谱的总响度包括主响度和斜坡响度，总响度的计算公式为： 公式1中，N表示总响度，N′表示特征响度； 132尖锐度的计算公式为： 公式2中，S表示尖锐度，C1表示校准常数，n′z表示特征响度，z表示心理声学频率，gz表示权重曲线； 133粗糙度的计算公式为： 公式3中，R表示粗糙度，fmod表示调制频率，z表示心理学频率，ΔLEz表示掩饰深度； 其中，掩饰深度根据其物理含义，计算时使用各临界带特性响度的变化量ΔLi替代，ΔLi的计算公式为： ΔLi＝201gN′imaxN′imin    公式4公式4中，ΔLi表示第i个频段内响度的变化量；N′imax表示第i个频段内特性响度的最大值，N′imin表示第i个频段内特性响度的最小值； 波动强度的计算公式包括： 公式5中，ΔLE表示掩饰深度，fmod表示调制频率，z表示心理学频率； 具体的，所述步骤二包括：对所述步骤一的所述目标噪声进行主观评价实验得到烦恼度、与所述步骤一计算得到的所述心理声学参数进行相关性分析，得到烦恼度与各心理声学参数的相关性模型；其中，所述相关性模型包括Zwicker烦恼度计算模型或多元线性回归模型； 具体的，所述步骤三包括：在有限元软件中对声学超材料结构进行建模并计算传递损失，通过调整亥姆霍兹共振器腔体的长度进而调整声波传播路径，将声学超材料的隔声频带调整至指定目标频带； 其中，声学超材料结构包括：多个单个单元并联排布，所述单个单元采用亥姆霍兹共振器与空间弯折结构形式； 具体的，所述步骤四包括： 41计算所述声学超材料结构的透射系数； 42以透射系数作为滤波器对原始信号进行滤波，进而得到降噪处理后的声样本频谱，通过反傅里叶变换得到经过降噪处理后的声信号时域声样本； 43计算得到隔声处理后噪声样本的各心理声学参数，通过主观评价实验建立所述烦恼度相关性模型； 44计算得到隔声处理后的噪声烦恼度； 其中，透射系数的计算表达式为： 公式6中，τ表示透射系数，TL表示传递损失； 具体的，所述步骤五包括： 通过对比不同结构下所述噪声烦恼度的大小，对声学超材料结构的参数进行调整，得到具有最优声品质的声学超材料结构； 还包括以下步骤： 步骤六、按照所述步骤五得到所述声学超材料结构的参数，使用3D打印技术打印相应的超材料试件；将所述超材料试件置于驻波管中，在信号发射端输出目标噪声的声样本；在所述超材料试件的后端使用传声器采集降噪后噪声声样本； 步骤七、计算降噪后噪声声样本的心理声学参数，与仿真结果进行对比验证，其中，所述心理声学参数包括响度、尖锐度、粗糙度和波动强度。

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