声辐射力是声场的非线性效应,是声场与物体之间动量传递的结果。科学技术日益发展的今天,对微小粒子进行非接触操控越来越重要。与其他适用于粒子操控的力相比,声辐射力具有生物相容性高、无创、操作无标签、可操控粒子类型范围广、尺度跨度大等优点。这些优点使得声辐射力操控在生物物理、超声医学等领域有着广泛的应用前景,成为声学领域的研究热点之一。随着科学技术的进步,声辐射力操控技术有了长足的发展,但是在理论以及定量测量方面还存在一些空白,如果能填补这些空白,从而对声辐射力进行更深入全面地研究,便可以使声辐射力操控技术在众多领域的应用得到实现,同时也能更好的实现相应器件和设备的微型化、集成化以及智能化。本文对声波作用在粘性流体中自由柱形和球形粒子以及生物组织中的声辐射力进行了研究,主要研究内容分为以下几个部分:第一章,简单地介绍了声辐射力的研究内涵、特点和研究范畴,总结了国内外的研究现状,概述了本文研究工作的主要内容。第二章,主要介绍了声场的散射理论,推导了粘性流体中自由柱形和球形粒子的散射系数,为进一步研究相关的声辐射力奠定了基础。第三章,推导并给出了平面波以任意角入射到有界粘性流体中的自由圆柱形粒子的声辐射力。通过数值仿真分析了液体粘性、粒子距边界的距离、粒子材料、平面波入射角度等对声辐射力的影响。基于牛顿第二运动定律,利用龙格库塔法对其运动轨迹进行了分析。结果表明,声辐射力的大小和方向依赖于各个因素的选择,因此,可以通过选择合适的参数来控制和调节粒子的运动,从而实现更为高效的粒子操控。最后通过有限元仿真（FEM）验证了本章理论结果的正确性和有效性。第四章,对平面波入射时,粘性流体中自由球形粒子的声辐射力进行了推导,设计了相应的实验,以聚苯乙烯球形粒子为例,通过实验对其声辐射力进行了定量的测量,并将其与理论结果进行对比。结果表明,通过理论预测和实验测量得到的球形粒子的声辐射力变化规律一致,两种结果吻合较好。第五章,基于腹壁组织图像,利用k-Wave对超声波在腹壁组织区域传播时的声场进行数值模拟,获得了其声场分布,进而求得了组织中声辐射力分布情况,同时对面阵换能器的阵元宽度、间距、阵元个数以及工作频率等参量对声辐射力的影响进行了计算与分析。结果表明,在声辐射力弹性成像中可以按实际需要进行选择和调整这些参量,使该弹性成像技术更加精确、高效。该研究为声辐射力在弹性成像技术中的应用提供了数值计算基础,为其技术的改进提供了重要依据。第六章,对全文的研究工作进行了总结,概括了本文的主要创新点,并对下一步可能有学术和应用价值的工作进行了展望。总之,本文考虑了粒子操控的实际应用场景中存在的目标自由以及流体的多种粘性度的情况,推导了声波作用在有界粘性流体中自由柱形粒子的声辐射力表达式,通过理论和实验分析了粘性流体中自由球形粒子的声辐射力情况,并通过数值计算进一步揭示了声波作用在粘性流体中自由柱形和球形粒子以及生物组织中声辐射力的物理现象和机理,此研究有助于更好地理解使用声辐射力操纵粒子的潜在机制,为声镊设备的优化设计和技术改进提供了依据。本文的研究使声辐射力的理论研究方面向实际应用环境更进一步,同时对相关领域的理论和实验研究均有一定的指导和参考作用。