流场中正电子发射粒子追踪（PEPT）技术研究
发布时间：2022-01-12 08:36
由于正电子湮没产生的γ光子具有抗干扰性强与穿透性好的特点,正电子湮没探测作为一种新型检测技术具有极大的应用价值。工业设备和物理过程的研究中常用的正电子探测方法是将正电子湮没原理与粒子追踪测量思想相结合的正电子发射粒子追踪技术。本文采取理论分析与实验验证相结合的方案,将正电子发射粒子追踪技术扩展应用于流场环境下流速测量与流态显示。在理论分析方面,本文对正电子发射粒子追踪技术中的关键算法进行研究。首先对于单示踪颗粒,分析并对比了基于伯明翰算法以及线密度算法两种不同原理下的定位算法;对于多示踪颗粒,分析并对比了基于线密度算法和K-均值聚类算法两种不同原理下的定位算法。然后将轨迹链接转换为二分图匹配并提出了基于KM算法的多轨迹链接算法。最后对卡尔曼滤波算法应用于流动轨迹平滑进行了研究。在仿真测试方面,首先利用GATE软件搭建正电子湮没探测仿真模型并初始化示踪粒子参数,得到符合响应线数据。其次对响应线数据进行定位处理,研究不同算法的定位精度与稳定性差异。最后在MATLAB环境下设计不同颗粒运动模型,获取仿真切片中的位置数据研究轨迹链接与平滑两种算法的处理性能。在实验测试方面,首先搭建了循环流动测...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
威尔逊云室中的正电子径迹图
流动可视化的关键问题，研究了在水洞中以电解水的到了自振动汽缸中卡尔曼涡街的产生。针对传统氢气示，Morton,C（2015）[13]等人提出了 种改进的氢气面的同时显示。该技术能够有效地捕捉复杂三维尾流顺流结构的形成和涡的相互作用。激光多普勒技术利微粒运动速度相关的特性，使用光电接收器测量频率高速运动流体的探测，清华大学研制了 款 HH 性测速度上限[14]。为了突破传统单点测量的限制，同展，粒子图像测速方法（PIV）被提出并日渐成熟。小的时间间隔内，测量流体质点的位移，并确定该的近似。由于 PIV 方法能够在较短的时间内得到空 种现代方法被国内外学者广泛研究。例如在超及干扰（例如 Deere 等人，1996；徐惊雷，2004；Rong动测量（例如 Feng 等人，2009；Zhou 等人，2015；黄中流体特性研究（例如石慧娴等人，2002；郭富德等
正电子发射粒子追踪技术（PEPT）是 种利用正电子发射断层扫描技术（PET）对运示踪剂进行定位和追踪的新型测量技术[46]。与 PET 相同，PEPT 的技术基础为正电子湮没测，但是这两者之间的算法构成、应用对象以及探测优势又各不相似。因此本章首先介绍电子湮没探测手段的基础原理，包括正电子的产生、湮没以及 γ 光子探测；其次分别介绍比较 PET 与 PEPT 技术，讨论 PEPT 技术相较于 PET 技术的优势并梳理 PEPT 技术中算的构成；最后介绍用于仿真正电子湮没探测技术的 GATE 软件实验平台以及对 GATE 环下输出的.root 格式数据进行提取和重组的 Cern Root 数据处理软件。2.2 正电子湮没探测技术原理2.2.1 正电子的产生正电子是电子的反粒子，它的发现也证明了微观世界中反物质的存在[47]。由于正电子反物质特性，往往需要通过人工实验的方法才能够产生[48]。 种方法是利用放射性同位素衰变。核反应条件下，通过回旋加速器生成缺中子的正电子放射源，放射源在发生 β+衰变会产生正电子，其原理以13N 衰变为例如图 2.1 所示。目前在医疗领域被广泛采用的超短衰期正电子显像剂（如18F、11C、13N 及15O 等）均采用这种方式制备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFD investigation and PIV validation of flow field in a compact return diffuser under strong part-load conditions[J]. ZHOU Ling,SHI WeiDong,CAO WeiDong,YANG HongBin. Science China（Technological Sciences）. 2015(03)
[2]激光多普勒测速技术进展[J]. 张艳艳,巩轲,何淑芳,霍玉晶. 激光与红外. 2010(11)
[3]不同雷诺数下圆柱绕流仿真计算[J]. 詹昊,李万平,方秦汉,李龙安. 武汉理工大学学报. 2008(12)
[4]湍流混合层流场的PIV测量[J]. 郭富德,陈斌,王智伟,郭烈锦,张西民. 工程热物理学报. 2008(11)
[5]一种基于K-Means局部最优性的高效聚类算法[J]. 雷小锋,谢昆青,林帆,夏征义. 软件学报. 2008(07)
[6]聚类算法研究[J]. 孙吉贵,刘杰,赵连宇. 软件学报. 2008(01)
[7]正电子湮没技术原理及应用[J]. 晁月盛,张艳辉. 材料与冶金学报. 2007(03)
[8]闪烁体与闪烁探测器的研究动态[J]. 张燕,曾光宇. 科技信息(学术研究). 2007(08)
[9]压力敏感涂料技术及其应用[J]. 刘波,周强,靳军,马昌友. 航空动力学报. 2006(02)
[10]唇口对侧压式高超声速进气道及等直隔离段影响的数值分析[J]. 徐惊雷,张堃元. 航空动力学报. 2004(06)
博士论文
[1]多相流颗粒运动特性的激光测试技术研究[D]. 吴学成.浙江大学 2007
本文编号：3584462
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
威尔逊云室中的正电子径迹图
流动可视化的关键问题，研究了在水洞中以电解水的到了自振动汽缸中卡尔曼涡街的产生。针对传统氢气示，Morton,C（2015）[13]等人提出了 种改进的氢气面的同时显示。该技术能够有效地捕捉复杂三维尾流顺流结构的形成和涡的相互作用。激光多普勒技术利微粒运动速度相关的特性，使用光电接收器测量频率高速运动流体的探测，清华大学研制了 款 HH 性测速度上限[14]。为了突破传统单点测量的限制，同展，粒子图像测速方法（PIV）被提出并日渐成熟。小的时间间隔内，测量流体质点的位移，并确定该的近似。由于 PIV 方法能够在较短的时间内得到空 种现代方法被国内外学者广泛研究。例如在超及干扰（例如 Deere 等人，1996；徐惊雷，2004；Rong动测量（例如 Feng 等人，2009；Zhou 等人，2015；黄中流体特性研究（例如石慧娴等人，2002；郭富德等
正电子发射粒子追踪技术（PEPT）是 种利用正电子发射断层扫描技术（PET）对运示踪剂进行定位和追踪的新型测量技术[46]。与 PET 相同，PEPT 的技术基础为正电子湮没测，但是这两者之间的算法构成、应用对象以及探测优势又各不相似。因此本章首先介绍电子湮没探测手段的基础原理，包括正电子的产生、湮没以及 γ 光子探测；其次分别介绍比较 PET 与 PEPT 技术，讨论 PEPT 技术相较于 PET 技术的优势并梳理 PEPT 技术中算的构成；最后介绍用于仿真正电子湮没探测技术的 GATE 软件实验平台以及对 GATE 环下输出的.root 格式数据进行提取和重组的 Cern Root 数据处理软件。2.2 正电子湮没探测技术原理2.2.1 正电子的产生正电子是电子的反粒子，它的发现也证明了微观世界中反物质的存在[47]。由于正电子反物质特性，往往需要通过人工实验的方法才能够产生[48]。 种方法是利用放射性同位素衰变。核反应条件下，通过回旋加速器生成缺中子的正电子放射源，放射源在发生 β+衰变会产生正电子，其原理以13N 衰变为例如图 2.1 所示。目前在医疗领域被广泛采用的超短衰期正电子显像剂（如18F、11C、13N 及15O 等）均采用这种方式制备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFD investigation and PIV validation of flow field in a compact return diffuser under strong part-load conditions[J]. ZHOU Ling,SHI WeiDong,CAO WeiDong,YANG HongBin. Science China（Technological Sciences）. 2015(03)
[2]激光多普勒测速技术进展[J]. 张艳艳,巩轲,何淑芳,霍玉晶. 激光与红外. 2010(11)
[3]不同雷诺数下圆柱绕流仿真计算[J]. 詹昊,李万平,方秦汉,李龙安. 武汉理工大学学报. 2008(12)
[4]湍流混合层流场的PIV测量[J]. 郭富德,陈斌,王智伟,郭烈锦,张西民. 工程热物理学报. 2008(11)
[5]一种基于K-Means局部最优性的高效聚类算法[J]. 雷小锋,谢昆青,林帆,夏征义. 软件学报. 2008(07)
[6]聚类算法研究[J]. 孙吉贵,刘杰,赵连宇. 软件学报. 2008(01)
[7]正电子湮没技术原理及应用[J]. 晁月盛,张艳辉. 材料与冶金学报. 2007(03)
[8]闪烁体与闪烁探测器的研究动态[J]. 张燕,曾光宇. 科技信息(学术研究). 2007(08)
[9]压力敏感涂料技术及其应用[J]. 刘波,周强,靳军,马昌友. 航空动力学报. 2006(02)
[10]唇口对侧压式高超声速进气道及等直隔离段影响的数值分析[J]. 徐惊雷,张堃元. 航空动力学报. 2004(06)
博士论文
[1]多相流颗粒运动特性的激光测试技术研究[D]. 吴学成.浙江大学 2007
本文编号：3584462
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3584462.html
