穿孔元件广泛应用于管道消声装置中，通过阻抗失配和能量耗散来改善特定频率范围内的消声性能。作为进、排气消声系统的组成部分，穿孔元件的声学特性不可避免地会受到气体流动的影响。为了精确计算管道消声装置的消声性能，首先需要获得较为准确的穿孔声阻抗，因此获取气体流动状态下穿孔元件的声阻抗成为一项具有实际工程应用背景和理论意义的研究课题。
　　穿孔元件附近的流场和声场通常较为复杂，并且存在流声耦合效应，常用的频域声学数值方法很难准确计算穿孔元件的声阻抗。为此，本文采用三维时域CFD方法提取气体流动状态下穿孔元件的声阻抗，基本思路是：在时间域内直接求解流场控制方程，得到声压和质点振速随时间的变化历程，然后利用快速傅里叶变换得到相应的频域信号，之后根据声学理论计算得到穿孔元件的声阻抗。
　　根据穿孔元件附近的气体流动状态，分别研究掠过流、通过流以及掠-通混合流作用下穿孔板的声阻抗。建立不同流动状态下穿孔板声阻抗的计算模型，根据穿孔板附近声场的特点确定声阻抗的提取方法，按照相应的计算步骤得到穿孔板的声阻抗，将三维时域CFD方法计算值与实验测量值进行对比，从而验证三维时域CFD方法计算有流条件下穿孔声阻抗的正确性。通过三维时域CFD计算捕捉到了掠过流、通过流状态下小孔附近产生脱落涡的过程，揭示了脱落涡对声阻抗的影响机理。详细研究了流动马赫数、穿孔率、穿孔板厚度与小孔直径比以及雷诺数对掠过流、通过流无量纲声阻抗的影响规律，进而利用数值拟合给出了掠过流、通过流状态下穿孔板声阻抗的计算公式。计算了不同掠过流和通过流共同作用下穿孔板的声阻抗，分析了穿孔板声阻抗随频率的变化规律，从而得出混合流条件下穿孔声阻抗的一般适用性结论。使用掠过流、通过流声阻抗计算公式以及掠-通混合流声阻抗的相关结论通过有限元方法分别计算了直通穿孔管消声器、横流式穿孔管消声器、干涉式消声器和阻流穿孔管消声器的传递损失，计算结果与实验测量结果的良好吻合表明了掠过流、通过流声阻抗计算公式的准确性以及掠-通混合流声阻抗结论的正确性。
　　结合声学理论给出了有吸声材料贴附的穿孔板声阻抗表达式，搭建了消声器声学性能测量实验台架，利用两负载方法测量了穿孔管阻性消声器的传递损失，实验测量结果与使用穿孔声阻抗公式和有限元法计算结果吻合良好。最后，研究了穿孔参数、流动马赫数和吸声材料填充密度对穿孔管阻性消声器声学性能的影响。