MicroSPECT(micro single photon emission computed tomography)是专用于小动物成像的分子核医学设备.为了准确研究复杂放射源分布条件下光子在MicroSPECT成像系统中的输运过程,使用GATE程序模拟了基于H8500位置灵敏光电倍增管和针孔准直器的MicroSPECT系统,并在清华高性能计算集群上实现了GATE程序的并行化模拟.通过并行计算有效地提高了模拟速度,分别获得了点源、线源、Derenzo模型、Moby模型的投影数据及用于迭代断层图像重建的系统点扩展函数(point spread function,PSF)数据.

为使小动物成像专用的MicroSPECT(micro single photon emission computed tomography)达到预期的分辨率和灵敏度指标,基于Monte Carlo方法对针孔准直器和成像系统参数进行设计并确定了两套设计方案.方案A保证灵敏度不低于9.19×10-6s-1Bq-1,且视野中心位置的分辨率不差于1.0 mm;方案B在保证分辨率好于1.2 mm的前提下,可达到5.86×10-5 s-1Bq-1的灵敏度.进一步采用Monte Carlo方法估计了γ光子的准直器孔壁穿透效应和Compton散射效应对投影数据的影响.结果表明穿透效应在方案A和B中对投影数据的贡献分别为28.6%和40.4%,而散射光子的贡献分别为12.4%和12.9%.

针对几何参数、载荷参数和材料参数等不确定性对大型液压机机架强度可靠性的影响,用APDL对大型液压机机架进行参数化建模;结合Monte-Carlo法和响应面法,经过有限次的仿真循环获得拟合响应面的样本;对样本进行回归分析,得到响应变量和基本变量间的函数关系式;实现对液压机机架的概率强度设计和灵敏度分析.

考虑到随机因素对球头铣刀铣削力的影响,提出一种基于Kriging和Monte Carlo求球头铣刀铣削力概率分布规律的方法。利用微元法建立螺旋导程恒定的球头铣刀的铣削力模型;利用平面槽切实验和采用最小二乘法估算铣削力系数;根据铣削力的分布信息抽取样本,基于Kriging求出铣削参数与铣削力之间的关系,并利用Monte Carlo方法计算球头铣刀铣削力概率分布。将提出的方法的结果与计算模型方法的结果进行对比,验证提出方法可以作为球头铣刀铣削力估计值的一种方法,该方法表达式简单,便于计算,为后续计算球头铣刀铣削精度可靠性打下基础。