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多孔材料在吸声结构中作为吸声材料被广泛应用于日常生活和工业中，能起到减振降噪的功能。传统的多孔吸声材料有着较好的宽频吸声特性，中高频段吸声性能较为良好，但低频吸声性能较弱。在航空方面，目前发动机短舱所用的消声手段大多是适用于窄频段的传统蜂窝声衬，考虑到短舱中由于气流场、高声强等环境因素的影响，如果要利用多孔材料宽频吸声优势，则需要考虑多孔材料吸声性能的诸多非线性变化。为了解决这些问题，本文从多孔材料的物理性质与微观结构入手，比较不同种类的多孔材料吸声性能，对气流场中多孔材料的吸声机理进行理论以及实验研究。 本研究主要内容包括：⑴对Micro-CT扫描成像实验、流阻率测试实验和阻抗管测量吸声性能实验进行测试方法、结果与误差分析以准确获取常见多孔材料的物理性质和声学性质。目前多孔材料的优化模型大多基于依赖于特定材料模型的材料参数，常受到参数测量条件与模型选择的限制，为了更好地观察和评价不同的吸声材料和多层材料吸声结构的吸声性能，本文提出一种等效特征阻抗和传播常数的概念，并基于所测量材料的特征阻抗和传播常数，以三层材料吸声结构的吸声性能优化为基础研究多层材料吸声结构的性质，在不同的评价指标和不同的总厚度下对优化结果进行等效特征阻抗和流阻厚度分布规律的分析。这种研究方法基于简单易测的两个材料参数来获得材料声学性能，而不需要考虑其它基于特定模型的材料参数。⑵从数值仿真入手研究气流中多孔材料吸声性能的吸声机理。鉴于目前尚缺乏对多孔材料声流耦合的微观机制的了解，现有文献大多用均匀化模型而忽略内部机制的讨论，因此本文以气流中多孔纤维材料为典型建模，将材料骨架简化为由刚性圆柱构成的集合体，气流和声波通过多孔材料的内部与材料骨架的作用因此可以简化看作与刚性圆柱的相互作用。由此利用计算气动声学理论，从单圆柱扰流入手，首先建立气流场中的流致声模型，研究气流流过圆柱之后由于粘滞摩擦阻力和涡脱落而产生的扰动声场，然后研究外加声源下的声流耦合效应，以建立气流中多孔材料的吸声性能与材料微观结构之间的关系。本文通过与文献对比和误差分析，通过对计算结果进行时频分析、本征正交分解等，归纳出扰动声场的特征，验证了计算模型的准确性。