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声操控,主要是利用声场中的颗粒会对声波产生反射、折射、吸收等效应,导致声场携带的动量在声波与颗粒之间发生交换,进而颗粒受到力的作用使其运动被操纵,该力称为“声辐射力”。声操控具有非接触、无损伤、穿透性好等特点,能够广泛应用于微粒捕获、筛选、移动等应用领域。各国学者已经对球形微粒、柱状微粒在平面波场、驻波场、Bessel束场中受到的声辐射力展开了深入研究。然而迄今为止,复杂声场形态(非解析声场)下声操控的研究工作仍是寥寥无几。但是,声场形态影响声辐射力,设计优化复杂声场是实现多样化声操控的关键因素。声子晶体是一种人工周期性复合结构声学材料,由于周期结构中Bragg散射和单体Mie’s散射的联合作用,形成了各种奇特的声子能带结构。这些特殊的能带结构可以用来对声波或者弹性波的传播进行有效调控。本论文主要研究基于二维声子晶体板(phononic crystal slab PCS)共振特性的声操控:引入时域有限差分法理论研究PCS的共振特性,并研究微粒在PCS表面受到的声辐射力,发现PCS共振时其表面的微粒能够获得定点局域强吸引力,并分析了影响声辐射力的几个关键因素,为利用PCP实现微粒自组装操控提供了理论依据。本文的具体工作如下:首先,基于时域有限差分方法研究了PCS的共振特性,研究发现PCS在特定的频率会有共振峰值,并且在共振峰值频率处会在PCS表面产生局域共振场。然后,利用时域有限差分法结合应力张量方程,研究了微球在PCS表面上受到的声辐射力场与频率关系,发现在PCS共振峰值处,会有一个强的吸引力,该力方向是指向PCS表面方向。最后,系统研究了微粒受到的声辐射力与微粒的粒径、材料、空间位置,与PCS的共振频率之间的关系。研究发现:当小球的半径变小时,同一频率点处在PCS上方同一位置处所受到的声辐射吸引力会变小;当小球材料不同时,PCS对小球仍然有吸引的作用;当小球远离PCS表面,其受到的声辐射力会越来越小;另外,微粒在不同共振频率点,其在PCS表面的力场分布的极大吸引力(力阱)位置不相同。综上,本论文理论上系统研究了微粒在PCS表面的声辐射力,发现可以通过调控频率,利用PCS实现对微粒的筛选,自组装等操控功能。