研究背景声波带有一定的能量,声波在媒质中传播时,媒质粒子会与声波发生能量的交换,从而受到声辐射力的作用,媒质粒子在这种声辐射力的作用下会产生流动,即声流。目前对声流场的研究主要还是从宏观层面出发,从流体力学角度,根据流体参数,如流体的粘度、可压缩性和雷诺数来求解非线性Navier-Stokes动量方程和控制方程,并通过可视化实验观察验证理论求解结果的正确性。但是当声流的尺度到了微米级或者亚微米级时,声流的尺寸特征会引起非连续效应等一系列问题。使用现有的理论难以精确操控和预测微观尺寸的声流。因此有必要从微观角度研究声流的产生机制,从微观去理解声辐射力是如何作用声流产生的。本论文的主要研究内容和成果如下:1、通过分子动力学方法构建一维粒子链模拟纯净均匀的声传播媒质,通过在模型粒子间设置力场来设置粒子间的相互作用,该研究选择的力场有Lennard-Jones 12-6力场,COMPASS class2力场,Lennard-Jones 9-6力场,Harmonic力场。在有振源的情况下模拟声波并计算对应模型中的声速。2、在微正则系综下,给模型中所有的粒子设定初始参数并结合初始条件模拟声波的传播。对比各个力场模型中声波的空间分布、系统动能变随时间的变化曲线,声强随时间的变化曲线来研究粒子间相互作用对声波传播的影响。研究结果表明,声波振幅的衰减速度,声波由规则波形畸变为不规则波形的速度受到粒子间相互作用力的影响,随粒子间非简谐相互作用程度的增大而变快。3、用最小二乘法拟合媒质粒子平衡位置的变化情况得到声流的速度。对比不同力场中声流的流速研究粒子间相互作用力对声流的影响,并根据这一物理图像从微观解释声辐射力是如何推动声流产生的。研究结果表明声辐射力微观起源于粒子间的相互作用力,由于非简谐力场中斥力和引力在相同的势能高度分别对应于不同的位移,导致粒子在振动时发生的位移不对称,从而产生每周期一次的,可叠加的迁移,引起了声流的产生。声流的流速随着力场非简谐程度的增大加快,媒质粒子受到的声辐射力随着力场非简谐程度的增大变大。4、研究不同声波振幅和频率对声流的影响。结果表明声流流速受到频率和振幅的影响,声流速度分别与频率的平方和振幅的平方成正比,且比值的大小随力场非简谐程度的增强而变大。