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龙图腾网获悉天津大学申请的专利实现通风降噪的可调声学超材料系统、优化方法及设备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：CN119623020B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202411653909.7，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权实现通风降噪的可调声学超材料系统、优化方法及设备是由齐浩波;樊世旺;王艳锋;汪越胜设计研发完成，并于2024-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本实现通风降噪的可调声学超材料系统、优化方法及设备在说明书摘要公布了：本发明提出了一种优化通风降噪的可调声学超材料系统的方法。该方法通过设计波导系统中的螺旋管状体矩阵，忽略管壁厚度，采用阿基米德螺旋线作为螺旋管状体的横截面。利用该螺旋线方程构建模型，并通过遗传算法优化其结构参数，以最小化不同参数组合下的适应度值。优化过程中，结合有限元软件和MATLAB计算相应结构参数的适应度值，将数值仿真与遗传算法相结合，最终确定螺旋管状体的最优几何结构。此外，引入多孔吸声材料以提升降噪效果，并采用模块化拼接结构实现可重构功能。本发明通过优化设计显著提升了声学超材料的性能。

本发明授权实现通风降噪的可调声学超材料系统、优化方法及设备在权利要求书中公布了：1.一种实现通风降噪的可调声学超材料系统的优化方法，其特征在于，设置螺旋管状体矩阵；使螺旋管状体矩阵中的每个螺旋管状体的横截面形状为阿基米德螺旋线；基于阿基米德螺旋线方程，构建螺旋管状体矩阵模型，采用遗传算法对螺旋管状体矩阵的方程参数进行优化；将螺旋管状体矩阵在采用不同方程参数时适应度值的最小值作为优化目标；优化过程中，对于遗传算法选择的一组方程参数，采用有限元软件计算该组方程参数对应的螺旋管状体矩阵适应度值，将数值仿真与遗传算法相结合，通过优化螺旋管状体矩阵的方程参数，来获得螺旋管状体的最优几何方程参数； 螺旋管状体矩阵的行或列数为1，采用遗传算法对螺旋管状体矩阵模型的方程参数进行优化时，采用阿基米德螺线极坐标方程构建如下单螺旋管状体的单体横截面二维模型： ρ＝α+βθ＝α+βθ1-θ0； 设：声学优化频段频率范围为[fdown,fup]；fdown为优化频段中的最低频率，fup为优化频段中的最高频率；在[fdown,fup]中频率范围为600-1100Hz所对应的频段为主要优化频段，主要优化频段频率范围为[fodown,foup]；fodown为主要优化频段中的最低频率，foup为主要优化频段中的最高频率；ψ为螺旋管状体矩阵排列稀疏率；ψup为螺旋管状体矩阵排列稀疏率上限值；ψdown为螺旋管状体矩阵排列稀疏率下限值； 设a、b为中间变量，使a＝2α+βθ1，使b＝a+2t1-ψ； 基于单螺旋管状体的单体横截面二维模型，由COMSOL仿真软件生成螺旋管状体矩阵模型； 设置螺旋管状体矩阵模型的目标函数如下： 设置螺旋管状体矩阵模型的约束条件如下： 当频率位于[fodown,foup]范围内时Toi0.2； 且：α＝[1,10]，β＝[1.27,5]，θ0＝[0,π]，θ1＝[1.5π,7π]，ψ＝[0.1,0.3]； 式中： bandr为惩罚因子，用来约束主要优化频段内任意一点传输系数不大于0.2，如果主要优化频段内所有点传输系数≤0.2，则bandr＝1；如果主要优化频段内存在一点传输系数0.2则bandr＝10； q1、q2、q3均为加权因子，其中，q1取值0.8，q2取值0.1，q3取值0.1； θ为极角，表示阿基米德螺旋线转过的总度数； θ0为阿基米德螺旋线起始极角； θ1为阿基米德螺旋线终止极角； ρ为阿基米德螺旋线上的点到极坐标中心的距离； α为θ0等于0时阿基米德螺旋线上的点到极坐标中心的距离； β为阿基米德螺旋线半径增长率； t表示螺旋管状体管壁的厚度 i为离散频率点序号； nr为是除主要优化频段外所有离散频率点的个数； Ti为第i个离散频率点对应频率属于[fdown,fup]且不属于[fodown,foup]情况下的传输系数；Toi为第i个离散频率点对应频率属于[fodown,foup]情况下的传输系数；fitness为螺旋管状体矩阵模型的适应度。

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