低频噪声具有穿透性强,衰减慢,危害大等特点,基于此背景,本文提出了一种对声滤波结构进行形状优化的设计策略和方法,以提升声滤波结构过滤低频噪声的能力。首先,基于声电类比思想,设计由赫姆霍兹共振腔构成的复合声滤波结构;然后,以共振频率最低为目标,应用遗传算法,在保证赫姆霍兹共振腔体积不变的前提下,对赫姆霍兹共振腔进行形状优化,其中考虑了赫姆霍兹共振腔形状对称和非对称的两种情况;最后,以赫姆霍兹共振腔形状优化策略和算法为基础,构造声滤波结构的优化设计方法,设计二维和三维五阶声滤波结构,并通过仿真分析和比较传递损失曲线,验证声滤波结构的低频滤波性能和声滤波结构优化设计方法的有效性。本文主要研究内容如下:（1）基于声电类比思想,设计了切比雪夫II型五阶声滤波结构,利用COMSOL软件仿真分析了其传递损失特性。同时,通过比较参考文献中的算例,验证了本文所采用的仿真分析方法的有效性;（2）通过大量的建模仿真分析,研究了赫姆霍兹共振腔共振频率和共振腔形状的关系,并采用参数样条曲线描述赫姆霍兹共振腔的形状,以共振频率最低为目标,以参数样条曲线的控制点为设计变量,在共振腔体积不变的约束下,应用遗传算法,提出了赫姆霍兹共振腔的形状优化策略和算法。为了制造的方便,优化中考虑了赫姆霍兹共振腔形状的对称性。仿真结果表明,优化后的赫姆霍兹共振腔,其共振频率较优化前都有显著下降,其中形状非对称的共振腔共振频率降低了13.33%,形状对称的共振腔共振频率降低了8.89%;（3）应用提出的赫姆霍兹共振腔形状优化策略和算法,对由2个赫姆霍兹共振腔构成的二维五阶声滤波结构进行了优化设计,并通过适当提高其中1个赫姆霍兹共振腔的体积,进一步提升了声滤波结构的低频滤波性能。仿真结果表明,在优化2个赫姆霍兹共振腔的形状后,声滤波结构的传递损失曲线明显左移,最低有效消声频率比优化前下降了8.16%;适当增加其中1个共振腔体积并实施形状优化后,声滤波结构的有效消声频率范围连续,且向低频方向移动。二维五阶声滤波结构的优化设计和仿真研究,验证了通过优化赫姆霍兹共振腔形状改善声滤波结构低频滤波性能的可行性;（4）基于声电类比设计了三维五阶声滤波结构,并应用提出的赫姆霍兹共振腔形状优化策略和算法,对其中的声学部件赫姆霍兹共振腔实施形状优化,通过COMSOL软件仿真分析比较其传递损失特性,将声滤波结构优化设计方法的可行性和有效性拓展到三维的设计问题。仿真结果表明,在优化了2个由回转面构成的三维赫姆霍兹共振腔后,其共振频率较优化前分别下降了11.46%和11.48%;优化后的声滤波结构,其传递损失曲线明显左移,最低有效消声频率下降了7.29%,且有效消声频率范围的连续性得到了提升。