针对单元轴对称的周期性吸声结构，提出了一种二维轴对称模型的简化方法。比较计算验证了简化方法满足精度要求，大大提高了计算效率。在水下环境中，结合二维轴对称模型的简化方法，利用遗传算法对2000 Hz周期圆柱腔和可变截面腔结构的吸声性能进行优化。优化后，圆柱腔的吸声系数达到0.49，可变截面腔的吸声系数达到0.82，明显优于圆柱腔结构的结果。最后，通过在可变截面腔情况的优化模型中引入杨氏模量，获得了峰值0.895更好的吸声能力。通过对优化结果与能量耗散、变形和模式分析的比较，得出了以下结论。
(1)径向运动促进了纵向波向具有较大声能量损失的剪切波的转变。径向振动的程度对能量耗散有很大的影响。
(2)腔共振包括表面弯曲振动和空腔附近的径向运动。当频率相对较高时，会发生更明显的径向运动，径向运动沿轴向变化。当频率相对较低时，表面弯曲运动起主要作用，当频率较高时，径向运动对吸声性能的影响更大。
(3) 激发径向运动模式有助于提高声音吸收系数。可变截面腔的径向运动模式更加丰富，径向模式向低频移动更有帮助。可变截面腔的设计为提高低频声吸收系数提供了更多可能性。
(4) 在声音吸收结构设计中，当材料参数可以调整或选择时，将它们放入设计参数中是明智的，因为它们对声学特性有很大的影响。
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