在马大猷先生微穿孔吸声体理论及多孔金属材料声学理论的研究基础上,本论文对微穿孔吸声体、多孔金属材料串联和并联的复合结构吸声性能及结构参数变化对其声学性能的影响进行了研究,从而为微穿孔吸声体和多孔金属材料复合消声结构的工程应用提供了相应的实验方法和理论计算方面的参考。首先,对单层微穿孔吸声体吸声理论进行简要回顾,在此基础上,设计了两层及三层组合微穿孔吸声结构,该结构主要是采用不同孔径、板厚和穿孔率的微穿孔吸声体串联和并联组合而成。又设计了微穿孔吸声体和多孔金属材料串联的复合吸声结构。进一步,对不同组合微穿孔吸声体吸声性能进行了理论仿真计算和分析,目的是揭示今后结构参数梯度分布对微穿孔吸声体声学性能的影响规律。利用双传声器传递函数法对理论仿真计算结果进行了实验测试和验证。对比结果表明,理论仿真计算结果与实验测量值吻合较好。其次,相对于普通的单层微穿孔吸声体,影响组合微穿孔吸声结构的可变结构参数更多,设计计算也相对复杂,使其在实际降噪问题的应用中受到了一定程度的限制。为解决这一问题,本文提出了采用蚁群算法对组合微穿孔吸声体进行结构优化设计,在加工工艺允许的条件范围内,寻找最佳的结构参数组合,使得其在设定的频带范围内平均吸声系数达到最优。同时,论文也对该算法的有效性进行了分析验证,结果表明蚁群算法可作为一种优化工具对组合微穿孔吸声体进行有效的参数优化设计。最后,利用COMSOL多物理场耦合分析软件声学模块对双层串联组合微穿孔板吸声体的声学性能也进行仿真计算,并与经蚁群算法优化后的MATLAB仿真计算结果进行了比较,两者吻合较好。本文研究工作为微穿孔板吸声体的吸声系数和声阻抗计算提供了一种有效的方法,同时表明蚁群算法是一种有效的优化算法,也为今后微穿孔复合吸声结构在复杂多物理场共同作用下的声学性能计算奠定了一定的基础。本文研究工作得到了国家自然科学基金的宝贵资助(项目批准号：51365046)。