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4D人体辐射剂量计算技术研究
被引量：
1
1
作者
赵日
刘兆行
+6 位作者
刘娜
张静
梁润成
王仙祥
戴雨玲
令狐仁静
刘立业
《核技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期25-31,共7页
当前人体辐射剂量计算技术只能给出直立人体3D静态剂量结果,无法满足未来精准防护需求。为实现4D剂量计算,首先基于刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法实现了面元模型变形;然后研究了动作捕捉引导的模型变形;接下...
当前人体辐射剂量计算技术只能给出直立人体3D静态剂量结果,无法满足未来精准防护需求。为实现4D剂量计算,首先基于刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法实现了面元模型变形;然后研究了动作捕捉引导的模型变形;接下来基于Delaunay算法的四面体切割技术实现了高速蒙特卡罗计算,最后设计开发了4D剂量计算应用系统。将建立的完整方法用于核电厂进行现场实验,针对特定辐射作业过程的应用结果验证了该方法的可靠性和实用性,突破了4D剂量计算过程中关键技术环节。未来该技术有望在核电厂运维、核设施退役治理及医学介入治疗等场景下实现人员精准防护。
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关键词
4D剂量
面元模型
动作捕捉
四面体切割
精准防护
原文传递
基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术
2
作者
赵日
刘兆行
+6 位作者
刘娜
王仙祥
张静
梁润成
刘鑫
令狐仁静
戴雨玲
《辐射防护》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期533-541,共9页
为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子...
为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形;模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此,进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验,结果表明,蹲姿底向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节,为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑,未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。
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关键词
辐射剂量
面元模型
可变形
四面体切割
精准防护
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职称材料
三维动态应力强度因子的自适应虚拟节点法
被引量：
1
3
作者
冯泽洋
段庆林
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期466-476,共11页
采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子,改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则,...
采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子,改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则,无需高计算消耗的全局稠密网格,从而提高计算精度和效率.采用简便的约束近似技术处理局部加密网格中的悬空节点,避免特殊单元和复杂形函数,便于数值实现.数值算例表明,相较于标准虚拟节点法,自适应虚拟节点法可有效提高计算精度,且在同样精度下具有更少的计算消耗和更高的效率.
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关键词
动力学裂纹
应力强度因子
自适应网格加密
虚拟节点法
扩展有限元
原文传递
三维裂纹扩展的自适应虚拟节点法
4
作者
冯泽洋
段庆林
陈嵩涛
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1110-1115,共6页
在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了自适应虚拟节点法。该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪。为加速计算,提出了随...
在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了自适应虚拟节点法。该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪。为加速计算,提出了随裂纹面扩展的自适应网格加密方法。局部细化网格产生的悬空节点由简便的约束近似技术处理,无需引入额外自由度或特殊单元。发展的自适应虚拟节点法便于数值实现,具有与标准有限元方法相当的鲁棒性。数值结果表明,该方法可有效模拟三维裂纹扩展过程,且能方便地应用于复杂工程结构的多裂纹扩展问题。
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关键词
裂纹扩展
自适应网格加密
虚拟节点法
扩展有限元法
三维裂纹
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职称材料
题名
4D人体辐射剂量计算技术研究
被引量：
1
1
作者
赵日
刘兆行
刘娜
张静
梁润成
王仙祥
戴雨玲
令狐仁静
刘立业
机构
中国辐射防护研究院
核药研发转化与精准防护山西省重点实验室
出处
《核技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期25-31,共7页
文摘
当前人体辐射剂量计算技术只能给出直立人体3D静态剂量结果,无法满足未来精准防护需求。为实现4D剂量计算,首先基于刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法实现了面元模型变形;然后研究了动作捕捉引导的模型变形;接下来基于Delaunay算法的四面体切割技术实现了高速蒙特卡罗计算,最后设计开发了4D剂量计算应用系统。将建立的完整方法用于核电厂进行现场实验,针对特定辐射作业过程的应用结果验证了该方法的可靠性和实用性,突破了4D剂量计算过程中关键技术环节。未来该技术有望在核电厂运维、核设施退役治理及医学介入治疗等场景下实现人员精准防护。
关键词
4D剂量
面元模型
动作捕捉
四面体切割
精准防护
Keywords
4D dose
mesh phantom
Motion capture
Tetrahedralization
Accurate protection
分类号
TL72 [核科学技术—辐射防护及环境保护]
原文传递
题名
基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术
2
作者
赵日
刘兆行
刘娜
王仙祥
张静
梁润成
刘鑫
令狐仁静
戴雨玲
机构
中国辐射防护研究院
核药研发转化与精准防护山西省重点实验室
出处
《辐射防护》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期533-541,共9页
文摘
为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形;模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此,进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验,结果表明,蹲姿底向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节,为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑,未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。
关键词
辐射剂量
面元模型
可变形
四面体切割
精准防护
Keywords
radiation dose
mesh
-type
phantom
deformability
tetrahedralization
precise radiation protection
分类号
TL72 [核科学技术—辐射防护及环境保护]
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职称材料
题名
三维动态应力强度因子的自适应虚拟节点法
被引量：
1
3
作者
冯泽洋
段庆林
机构
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院
出处
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期466-476,共11页
基金
中央高校基本科研业务费项目(DUT21GF304)
科学挑战专题(TZ2018002)
中白国际合作基金项目(ICR2203)资助。
文摘
采用自适应虚拟节点法计算三维动态应力强度因子,改善了标准虚拟节点法计算精度和效率的不足.通过无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术模拟裂纹处的强间断.在裂纹处引入自适应网格加密技术以及契合裂纹问题的加密准则,无需高计算消耗的全局稠密网格,从而提高计算精度和效率.采用简便的约束近似技术处理局部加密网格中的悬空节点,避免特殊单元和复杂形函数,便于数值实现.数值算例表明,相较于标准虚拟节点法,自适应虚拟节点法可有效提高计算精度,且在同样精度下具有更少的计算消耗和更高的效率.
关键词
动力学裂纹
应力强度因子
自适应网格加密
虚拟节点法
扩展有限元
Keywords
dynamic crack
stress intensity factor
adaptive
mesh
refinement
phantom
node method
extended finite element method
分类号
O346.1 [理学—固体力学]
原文传递
题名
三维裂纹扩展的自适应虚拟节点法
4
作者
冯泽洋
段庆林
陈嵩涛
机构
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1110-1115,共6页
基金
科学挑战专题(TZ2018002)
国家自然科学基金面上项目(12372194)资助.
文摘
在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了自适应虚拟节点法。该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪。为加速计算,提出了随裂纹面扩展的自适应网格加密方法。局部细化网格产生的悬空节点由简便的约束近似技术处理,无需引入额外自由度或特殊单元。发展的自适应虚拟节点法便于数值实现,具有与标准有限元方法相当的鲁棒性。数值结果表明,该方法可有效模拟三维裂纹扩展过程,且能方便地应用于复杂工程结构的多裂纹扩展问题。
关键词
裂纹扩展
自适应网格加密
虚拟节点法
扩展有限元法
三维裂纹
Keywords
crack propagation
adaptive
mesh
refinement
phantom
node method
extended finite element method
three-dimensional cracks
分类号
O302 [理学—力学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
4D人体辐射剂量计算技术研究
赵日
刘兆行
刘娜
张静
梁润成
王仙祥
戴雨玲
令狐仁静
刘立业
《核技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
原文传递
2
基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术
赵日
刘兆行
刘娜
王仙祥
张静
梁润成
刘鑫
令狐仁静
戴雨玲
《辐射防护》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
三维动态应力强度因子的自适应虚拟节点法
冯泽洋
段庆林
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
原文传递
4
三维裂纹扩展的自适应虚拟节点法
冯泽洋
段庆林
陈嵩涛
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
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