驻波管中,由入射波声场与经负载端反射后反射波声场叠加后的总声场,可获得管中任意位置处总声压和总速度,以及管中总声压最大值与最小值之比。实验中,可通过测量驻波比,计算出声负载吸声系数。任何负载的吸收系数均可由其声阻抗表示。当结构表面阻抗与空气阻抗匹配时,满足声完美吸收条件。由于管中存在空气粘滞效应,粒子速度在管壁附近存在速度梯度。考虑粘滞作用,管壁处速度可设为0 m/s,管中心区域粒子速度较大。具有速度梯度的边界层内存在粘滞损耗。当人工结构发生局域共振时,声能量主要通过粘滞和热损耗衰减。本文讨论的吸声结构均基于共振吸收原理。第二章分析了声学基本元器件亥姆霍兹共鸣器的共振条件。通过分析管内空气柱运动,得到声阻抗表达式。当人工结构表面阻抗与空气阻抗匹配时,通过零结构表面抗可得共鸣器共振频率,通过与空气匹配的声阻可得到最大吸声系数。所设计的亥姆霍兹共鸣器可在78 Hz处实现低频完美吸声。本文提出了一种三维螺旋人工结构,其阻抗特性与直矩形截面管阻抗特性相同。三维螺旋卷曲方式,极大地提高了空间利用率,为超薄低频声吸收人工结构提供一种新的方案。本文中,三维螺旋结构厚度为52 mm,可以完美吸收207 Hz低频声波。基于声超构表面共振吸收原理,提出一种新颖可调谐多波段完美声吸收器件。该器件具有嵌套式螺旋结构和深亚波长厚度(<λ/30,λ为声波波长)。通过旋转嵌套在螺旋结构上的开孔盖,可任意调整声吸收体内谐振腔体有效长度,从而灵活调节声吸收峰频率,且调节过程中结构表面声阻抗与空气阻抗保持匹配。在不同开孔盖旋转角度下,粒子速度场模拟结果表明,粒子速度场极大值主要位于管口处,因此吸声主要发生在开孔处。实验测量结果与理论分析和仿真结果吻合,证实所设计的超薄声学器件具有广谱、可调谐吸声性能。