摘要：应用时域有限差分法计算阶梯状声扩散体扩散系数,结合免疫遗传算法分别对周期排布的六阶和十二阶阶梯状声扩散体的形体进行优化。首先,验证了时域有限差分法计算声场的有效性,之后采用两种方式进行优化设计:第一种是直接对多周期重复排布的扩散体形体进行优化;第二种首先对单周期扩散体形体进行优化,再将该扩散体重复周期排布。结果显示:第一种优化方式能获得扩散性能更优的周期排布的扩散体。单周期扩散性能最优的扩散体重复一定周期后,其性能不会保持最优,相反,扩散性能并非最优的单周期扩散体重复一定周期后的扩散性能却优于前者;扩散体总长度一定条件下,增加扩散体的阶次、降低重复周期数,可有效提升扩散体的扩散性能。因此,直接对多周期重复排布的高阶次扩散体形体进行优化,能够获得扩散性能最优的周期重复排布的扩散体。

摘要：声扩散界面设计应兼顾声学和美学需求。结合参数化设计方法,谢宾斯基分形的模块化结构具有灵活生成个性化界面的潜力。然而,针对分形结构声学特性与视觉效益尚缺乏综合的量化研究。根据谢宾斯基分形的构造规则提出了一种宽频的扩散结构设计方法,分别从声学性能与视觉偏好的角度,研究模块形状、模块高度和随机排布程度对性能的影响。采用边界元素法的数值仿真与实测验证,结合虚拟仿真技术的主观调查,以及多目标综合分析,探究分形设计要素的作用机制和最佳阈值范围。结果表明,与相同体量的传统二次残差扩散体相比,具有不同平面尺寸和高度模块的分形结构改善了扩散性能,特别是在1 kHz以下的中低频范围。此外,发现在室内使用中高复杂度(迭代3次)、低随机排布、谢宾斯基三角截锥分形结构,有助于提高居住者对环境的偏好度。