声场计算问题，一直以来都是声学领域的一个重要研究课题。其重要性不仅体现在声学计算方法研究的理论意义上，更对声信号处理领域的各个分支有重要的促进作用。作为声场计算方法的引子，本文首先给出了声场解析计算方法在计算刚性球上活塞辐射的有源控制中的应用，从理论上研究了人头散射声场分布情况，计算了存在人头散射时人嘴辐射的声场情况，并通过在人头周围放置多个点声源进行人嘴辐射声场的控制，这在语音保密通信中有广泛的应用前景。同时，通过相应的优化模拟算法，提高声场的控制效果，声场分析计算和实验结果表明，由于人头刚性散射体的存在，使得对人嘴辐射声场的有源控制变得更加容易；同时，文中还对控制声源的个数和位置进行相应地优化，得到较好的控制效果；最后，消声室的实验表明了该声场计算及其建模的准确性。然而声场解析计算方法并不能解决所有的声场计算问题，近代声学计算中更多采用数值计算方法，为此，本文重点研究了新的声场数值计算方法声传播算子计算方法，首次研究了声传播算子中吸收边界的概念，并将电磁场中完全匹配层技术(PML)成功地引入到声传播算子中来，作为一维声波的计算边界来模拟一维声波的传播，推导出PML媒质中的声传播算子矩阵。数值模拟结果表明算法的有效性，同传统的声传播算子的边界处理方法相比，本文提出的方法可以有效地吸收到达数值边界的声波，计算精度更高。同时，文中还讨论了PML设置参数的优化问题，给出了有效的优化设置参数，对声传播算子的吸收边界的设置有一定的指导意义。 本文将声传播算子计算方法和音频信号处理相关技术及相关的声学问题相结合。声传播算子作为一种高效的时域声场计算方法，它能够很方便地计算出给定系统参数下任意时刻任意位置的声场变化情况，本文采用这种方法计算所得的声场信息进行不同混响条件下传声器阵列的声源定位仿真实验。计算结果表明，用该方法获取的阵列数据能有效地应用于阵列信号处理算法中，准确地估计出初始高斯脉冲声源的方向。声传播算子声场计算方法能为传声器阵列声源定位的实验提供方便，使得传声器阵列声源定位算法在不同混响时间的鲁棒性实验研究变得更加简捷。同时，考虑到算子本身的特殊性，将声传播算子计算方法和参数变化的复杂声场计算结合起来，提出了基于声传播算子的计算不均匀运动媒质等复杂声场及其声场相互作用的方法，推导了非均匀运动媒质中的声传播算子矩阵方程，直观地给出非均匀运动媒质中声波相互作用的物理机制，为采用声传播算子方法研究高维的复杂声场计算问题奠定了基础。