検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Implementation of tetrahedral-mesh geometry in Monte Carlo radiation transport code PHITS

モンテカルロ放射線輸送計算コードPHITSへの四面体メッシュ体系の導入

古田 琢哉; 佐藤 達彦; Han, M. C.*; Yeom, Y. S.*; Kim, C. H.*; Brown, J. L.*; Bolch, W. E.*

Furuta, Takuya; Sato, Tatsuhiko; Han, M. C.*; Yeom, Y. S.*; Kim, C. H.*; Brown, J. L.*; Bolch, W. E.*

モンテカルロ輸送計算コードPHITSに、ポリゴン体系の一種である四面体メッシュ体系を利用できる機能を導入した。四面体メッシュは自由な形状を記述することに優れており、曲面を含む様々な複雑な体系を記述することができる。また、形式変換をすることでCAD等のソフトウェアを利用した三次元体系の設計も可能となった。本機能の導入に際し、初期段階で四面体メッシュ体系に対する分岐マップを準備し、輸送計算の計算時間を短縮する工夫を加えた。この工夫により、同数のメッシュ数であれば、ボクセルメッシュと同程度の計算時間で、四面体メッシュ体系の輸送計算を可能にした。四面体メッシュでは、異なるサイズおよび形状の四面体を組み合わせることで、より少ないメッシュ数で人体ファントム等の複雑体系を表現できる。人体ファントムに対する線量計算では、四面体メッシュを採用することで、計算時間をボクセルメッシュの計算に比べて4倍短縮できることが分かった。

A new function to treat tetrahedral-mesh geometry, a type of polygon-mesh geometry, was implemented in the Particle and Heavy Ion Transport code Systems (PHITS). Tetrahedral-mesh is suitable to describe complex geometry including curving shapes. In addition, construction of three-dimensional geometry using CAD software becomes possible with file format conversion. We have introduced a function to create decomposition maps of tetrahedral-mesh objects at the initial process so that the computational time for transport process can be reduced. Owing to this function, transport calculation in tetrahedral-mesh geometry can be as fast as that for the geometry in voxel-mesh with the same number of meshes. Due to adaptability of tetrahedrons in size and shape, dosimetrically equivalent objects can be represented by tetrahedrons with much fewer number of meshes compared with the voxels. For dosimetric calculation using computational human phantom, significant acceleration of the computational speed, about 4 times, was confirmed by adopting the tetrahedral mesh instead of the voxel.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:35.05

分野:Engineering, Biomedical

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.