声辐射力主要用于声学微操控技术中,它可以实现对纳米级粒子的无接触式操控和捕捉,在细胞工程、生物医学工程、生物物理和材料科学等交叉学科领域有着非常广泛的应用。不同的声源、不同的微粒及不同的边界等条件下最终形成的声场性质和声辐射力特征是不一样的,从而实现不同方面的应用。本文建立在理想流体中声辐射力的物理模型,并深入研究计算平面波、球面波和高斯波束对刚性球体的声辐射力。主要包含以下几个方面:第一,在线性声学中忽略黏滞、热传导和驰豫等因素的理想流体中,对研究粒子求解Euler和Lagrange坐标体系下的声辐射压力表达式。将平面波用球函数展开,分别讨论平面波作用于刚性球、液体球和弹性球时的散射系数。用声场叠加原理求解平面波作用刚性球时,叠加的声场和声速,并求出Euler和Lagrange坐标体系下的声辐射压力表达式,再对声压所作用的刚性球曲面作积分运算求得声辐射力,为后文研究球面波和高斯波束对球形粒子声辐射力作基础。第二,讨论球坐标系中的声波方程,求得声场中声压的通解。对球状稳态的脉动声源求得其辐射声压等参数以及讨论点声源的特征。计算三维无限大空间的Green函数表达式。对球面波作用于刚性球的情形讨论并计算散射系数和叠加声场,研究无穷远处的声场,得到在无穷远处球面波与平面波相似的论证,从而验证了用球函数对球面波展开的正确性。最后对非线性的叠加声场用球Bessel函数及球Hankel函数作线性处理,求解球面波作用于刚性球时的声辐射力并且进行仿真研究。第三,阐述在无损检测、生物医学领域中常用的高斯波束的声辐射力。从介绍高斯波束入手,同样的用球函数对高斯波束展开,并计算入射高斯波束的波束因子,计算并讨论得到高斯波束的束腰半径很大时,可以将高斯波束近似看成平面波处理的论证。用计算机相关软件对高斯波束进行仿真模拟,最后求解高斯波束对刚性球的声辐射力,得到声辐射力与腰束半径之间存在的关系。