气固两相流CT测量的关键技术研究

射线CT具有非插入、无干扰、原位测量的优点，在两相流研究领域有着极大的应用前景。CT工作原理决定了其是一种时均测量手段，适用于静态物体的测量，因此，射线CT应用于动态的流场测量时，会遇到DR射线硬化、流场测量数据信噪比低、有限投影角度重建伪影等问题。目前气固两相流领域的研究者一般借用医学影像和无损检测的静态测量经验，回避或简单化处理流动对测量的影响，这会引起较大的测量误差，制约了射线CT在气固两相流测量中的进一步应用。本研究通过理论分析、计算机仿真模拟与物理实验，提出适用气固两相流动测量的DR信号动态降噪方法，解决动态流场测量信号的射线硬化问题，并建立基于GPU加速的高效迭代重建算法，从而解决制约气固两相流CT测量的关键技术问题，完善该项无损检测手段，并将其应用于循环流化床提升管段的颗粒流场的测量，为深入理解气固两相流的内在复杂机理提供真实可靠的实验数据。

射线CT是一项重要的无干扰测量手段，在气固两相流研究领域有着广阔的应用前景。本项目旨在通过理论分析、计算机仿真模拟与物理实验，解决射线CT在多相流测量领域应用的一系列问题，建立适用于多相流研究的CT测量法，为深入理解气固两相流的内在复杂机理提供先进的无干扰测量手段。本项目按照研究计划顺利进行，完成计划书中的研究任务，取得预期的成果，主要包括：.1）提出了适用于多相流CT测量的几何参数精确确定算法，解决了CT对反应器进行多位置测量以及现场和野外测量时遇到的测量参数无法自适用校正问题；.2）建立了基于CFD三维反应器计算与CT仿真测量的虚拟CT实验方法，解决了多相流CT仿真测量研究遇到的海量粒子信息生成及动态演化问题；.3）建立了基于GPU集群的准实时成像算法，解决了多相流场的动态在线CT测量遇到的软件算法瓶颈问题；.4）设计并实现了适用于多相流动测量信号动态实时降噪算法，可有效提高多相流场DR测量信号的信噪比；.5）建立适用于多相流测量的楔形模型CT标定法，与传统的零值-极值标定法相比，可有效降低多相流场CT定量测量的误差；.6）提出基于双X射线的循环流化床通量无干扰测量方法，可为准确判断反应器内流场的流域提供准确实时无干扰测量数据。.本项目的研究结果以文章、专利和注册软件形式发表，并在中瑞联合气固两相流实验平台上进行应用，为射线CT在气固两相流研究领域发挥更大作用奠定了基础。