对于分子流的理论，自上个世纪初克努曾和克劳辛等人就进行过研究。然而时至今同，关于分子流的理论仍需进行更深入的探讨，例如气体分子在管道内的分布问题。本课题是以气体分子在管道内的分布问题为切入点，对分子流动进行研究，以深刻揭示气体分子在真空管道内的运动规律。对分子分布的研究工作也可以精确其他真空理论的计算，如低温泵抽速，串联管道传输几率等。　　针对气体分子在分子流态下通过圆截面直管道的问题，本文把气体分子分为不与管壁碰撞直达出口的“直通分子”和与管壁至少碰撞一次反射到出口或入口的“反射分子”，并分别建立了两类分子在管内飞行的几何模型。依据克努曾余弦反射定律，分子的位置分布和角度分布的计算公式和结果都通过理论推导和数值积分而获得。经计算，管壁的相对入射率，即管壁的局部分子入射密度与入口的原始入射密度之比，被推导和计算出来。为反映位置束流效应，定义了评价数v，为管口截面上局部分子密度与整个管口平均分子密度之比，并针对每一类分子给出了不同的评价数表达式。数值计算结果表明，均匀的进入管道入口之后，气体分子在出口呈现出“位置束流效应”(例如L=0.5时，中心评价数v(0)=1.1353，边缘评价数v(0.5)=0.8313);然而，返回入口的气体分子却是中心稀疏边缘密集，并用具体数值分析了不均匀程度。入口位置分布和出口位置分布能够彼此互补，无论管道的长径比是多少，出口入口对应位置的密度叠加后仍是均匀分布。　　对于角度分布，从截面不同位置出射分子的分布图绘于一个余弦分布的单位圆内。在分布图中，“直通分子”占据了靠近轴线的偏心圆锥，而“反射分子”则占据了偏心圆锥以外的其他部分。计算结果表明，角度分布不仅因管道长径比不同而不同，还与出射位置有关。在出口，分子在小角度密集而在大角度稀疏。无论是从某点出射的分子的角度分布还是整个出口截面分子的角度分布，都呈现出这种“角度束流效应”。在入口，角度分布正相反，成小角度稀疏大角度密集的发散状。无论是出口入口对应点还是整个截面分子的角度分布，叠加之后可以互补为余弦分布。　　除了真空中最为常用的圆截面管道外，本文又用与研究圆管相同的方法对较为常用的矩形截面管道内的分子流动情况进行了理论推导，获得了比圆截面管道更为复杂的管壁相对入射率分布，并进一步得出了矩形截面管道出口具有“位置束流效应”，而入口呈发散状分布的结论。同时，得出了矩形截面管道出口和入口某点出射分子的角度分布。　　对于难以用解析方法分析的弯管道内的分子流，本文借助以往学者广泛采用的Monte Carlo模拟方法进行了研究。通过编写Visual Basic程序，模拟了按余弦角度分布均匀入射入口的气体分子在管道内的一系列运动过程，并记录分子离开管道时的参数。从统计结果中总结出了弯管道出口也同样出现“位置束流效应”的结论。同时，Monte Carlo模拟程序也是一种快速获得各种尺寸管道传输几率的工具。另外，Monte Carlo方法对矩形截面管道分子流的模拟得出了与解析算法相近的数据和一致的结论。