随着科技和社会进步，为应对经济发展的需求，纳米材料和纳米产业迅速发展。纳米颗粒作为纳米材料的主要组成部分，其研究和应用也倍受关注，对纳米颗粒粒度的测量具有重要价值和意义。目前测量纳米颗粒的主要手段有:透射电镜观察(TEM)、扫描电镜(SEM)、离心沉降法、法布里-珀罗干涉仪、动态光散射法等。动态光散射法具有不干扰体系、非接触性和操作简单等优点，近年来广泛应用于多门学科，如化学、材料及医学等。　　然而，动态光散射技术中仍有部分难点尚未解决，例如实验系统的相干因子偏小;多分散体系测量准确性不高;测量速度慢等。这些问题有些来源于原理本身，需要提出新的方法;而有些则来源于仪器系统的设计，需要最大程度地进行优化。由于实验研究具有一定的局限性，不少学者开始研究动态光散射信号的数值仿真技术，期望获取各种理想情况下的信号，并通过模拟噪声类型、噪声大小、仪器参数、颗粒分散度等情况对结果的影响，来发展新的方法，优化现有系统。因此动态光散射的模拟仿真具有重要的应用价值和科学意义。　　本文主要在课题组前期开发的动态光散射模拟系统基础上，将以前的单点探测模型拓展至更符合实际的点阵探测模型，解释了实验中发现的相干因子偏小的现象;模拟了点阵探测模型下纳米颗粒的动态图像，提出利用空间对比度测量纳米颗粒粒度的方法;此外，考虑到布朗运动模拟对大样本数的需求，本文还组建了计算机集群系统，编写了多线程动态光散射过程，模拟了用方形针孔和圆形针孔限制散射区域、用方形探测器和圆形探测器接收信号时相干因子的变化趋势，与实际情况相符。主要工作内容包括:　　首先，提出了基于点阵模型的动态光散射模拟方法，详细讨论了模型中的参数设置，并开发了程序。基于溶液中悬浮粒子的布朗运动规律，以及颗粒散射波矢相干叠加原理，课题组前期开发了动态光散射模拟程序。虽然该程序能较好地模拟不同粒径的动态光散射信号，但发现其散射光强自相关函数的相干因子接近1，而实验中由于探测器感光面存在一定面积，导致相干因子小于1。本文指出其主要原因在于单点探测模型不符合实际探测器具有一定面积的性质，提出用点阵代替单点，构建点阵探测模型，在此基础上开发了新的动态光散射模拟程序，并分别讨论了散射区域到探测面的探测距离和点阵密度对点阵模拟有限面积适用性的影响，发现当角分辨率小于10-5弧度时，相干因子趋于某个定值，能够满足模拟有限面元探测器的要求。　　其次，提出通过纳米颗粒动态图像的空间对比度来测量纳米颗粒粒度的方法。基于点阵探测模型，我们模拟了500*500分辨率的面探测器对散射图样进行采集（一般取10张连续图样），用空间对比度计算散射图样的变化情况，对比度的变化范围为0到1，反映了散射图样变化快慢，这与颗粒热扩散有关;我们通过多次模拟平均，讨论影响空间对比度大小的几种因素，发现对比度的统计平均值与颗粒扩散系数之间存在指数上升关系，与散射角的半角值呈正弦函数关系，而与散射区域的颗粒浓度无关。　　最后，为了解决点阵模型下大运算带来的计算效率降低的问题，本文还组建了计算机集群系统，开发了应用于该集群的多线程并行动态光散射模拟程序。由于点阵模型需要计算较多的探测单元，同时布朗运动的统计学特性也要求有足够大的样本数，单机计算耗费时间较多，效率大大降低。为了模拟更为复杂的实验条件，本文组建了由两台机架式服务器（型号为IBM X3560 M4）组成的小型计算机集群系统。集群带有3颗物理CPU，每颗CPU含16核（双线程），操作系统为Centos7.1版本，同时利用系统自带的Fortran编译器与MPICH，编写并行动态光散射模拟程序。利用并行程序，讨论了散射区域和探测器形状、大小对相干因子的影响。对比方形针孔和方形探测器以及圆形针孔和圆形探测器的测量结果，发现前者系统相干性更高;当相干面积为探测器接收面积的10倍时，散射光信号信噪比较高，该结论对实际光路搭建有重要的参考意义。