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FLUKA的GUI软件Flair可以完成大部分的数据处理任务，但出图仍局限于一维和二维。为实现可视化数据处理，本文将介绍FLUKA的另一款功能强大的辅助工具SimpleGEO。它不仅可以用来做三维建模，还可以轻松可视化三维模型上对应的物理量。 SimpleGEO是Christian Theis教授开发的用于蒙特卡罗的三维建模和数据处理软件。MCNPX和FLUKA都可以使用SimpleGEO创建的模型。由于可以直接在Windows环境中安装使用，安装过程本文不再赘述，与windows下使用的通用软件类似，在FLUKA官网的Tool页面可以找到下载链接，双击安装包即可，目前最新版本是4.3.3。SimpleGEO也可以在Linux下安装使用，熟悉Linux的读者可以省去不同系统下复制文件的过程。 作者认为SimpleGEO相比于Flair的最大优势在于其几何建模的操作与通用CAD软件非常接近，比如AutoCAD、UG、Solidworks等。用户不再需要自己进行布尔加减，减少出错。因此如果具有上述软件的应用经验，SimpleGEO将非常容易上手。同时，它的数据处理模块，如常用的VDaVis3D，可以很好地对数据进行三维可视化处理。 SimpleGEO也存在缺点，例如精度较低，并且有些模型直接导入FLUKA会出现错误，但长期的使用经验可以弥补这些缺点。 
下面以一个简化的质子治疗室加一个圆柱形靶体为例简要说明SimpleGEO的几何建模过程。 2. 创建一个体BOX，SimpleGEO提供了多个类型的模体可供选择。3. 重命名BOX为room，稍后即在这个room中掏空出一个带迷宫的治疗间来。4. 输入room的几何位置，这里都为负值是为了将靶体所在的空间点放在坐标原点上。
注意：点击鼠标中间滚轮可以激活旋转环，拉动旋转环即可翻动几何体。类似于UG中按住滚轮旋转模体。几何尺寸的单位为cm。7. 设置其原点位于x=-500, y=-100, z=-500位置。8. 设置其长宽高为1000, 400和1100。
9. 依次创建room2, room3, room4。10. 点击菜单中“-”创建difference组，重命名为ROOMWALL。11. 将room, room1-4依次拖动到ROOMWALL下实现布尔减法，得到带迷宫的简化治疗间几何体。12. 设置ROOMWALL的材料，可以在Materials菜单中进行材料设定。
13. TARGET是一个圆柱体；就几何模型而言到这一步即算完成。14. 为了保证蒙特卡罗模型的完整性，这里还需要特别设置AIR组和BLKBODY。注意：SimpleGEO中的Group组相当于Flair中的REGION。可以进行材料的设置，也可以激活是否添加电磁场。15. 输出.inp文件，复制到Linux系统中。
16. 用Flair打开.inp文件查看几何模型。17. 进一步修改完善inp文件，加入束流BEAM参数、SCORE卡片等即可进行计算。
注意：这里的几何模型没有天花板，主要是为了视图方便查看，实际需要有一定厚度的天花板。这个治疗室模型并不算很复杂，也可以直接在Flair中创建。但对于非常的复杂的几何模型，例如图1里的多治疗室的质子治疗中心，作者建议应用SimpleGEO，熟练之后几何建模这部分的效率会提高很多。将FLUKA最后得到的.bnn文件拷贝到Windows系统中，用SimpleGEO进行可视化处理。 DaVis3D是常用的一款插件，主要用来做剂量的一维到三维分布的分析。激活该插件的基本步骤如下：1. 点击菜单中的Macros，在弹出的对话框中再单击“Set plugin path”，找到存放路径并选择，SGPlugins4.3，然后确定。2. 然后候选3对应的DaVis3D插件，点击“Load selected plug-ins”；点击ok；在最上面的菜单栏里出现DaVis3D控件。
3. 将FLUKA最后得到的.bnn文件从Linux系统拷贝到Windows中工作文件夹下，并重命名为.bin。这个重命名不影响结构数据，系统提示直接点确定。4. 点击DaVis3D控件弹出对话框，点击路径选择按钮“…”，在文件类型下拉菜单中选择BINARY，并找到刚刚重命名的.bin文件，点击打开。
5. 点击Load data加载数据，如果数据较大，需要一定的时间，通常打开速度较快。在Nomalization factor中输入归一化参数，这个参数根据用户设定的束流参数以及输出结果单位之间的关系而定。这里输入11140。点击OK完成。
6. 在跳出的选项栏中设置显示的最大最小值，修改最小值到-6次方量级，Maximum不变，Bining选择Logarithmic，单位选择uSv/h，即辐射剂量率。点击OK完成设置。
7. 勾选想要显示的平面，调节平面的到目标位置即可显示切片式的三维剂量显示。 
8. 也可以设置某个特定的阈值显示在剂量分布图中，比如2.5 uSv/h。此时需要点击Emphasize thresholds进行设置。
9. 在Data extraction栏目中，选择Source-format下拉菜单中的Profile，也可以制作一维的剂量分布，以进一步分析。如下图所示。
SimpleGEO很好地补齐了FLUKA在数据可视化显示中的短板，可以给用户很直观的几何模型+物理量的直观感受。如下图所示束流经过降能器和狭缝，可以很好地观察每个区域粒子的横向分布。
SimpleGEO的预处理数据能力也很强大，可以替代Flair中的Merge功能，并新增附加权重的功能，对某些复杂的数据在Windows下处理，极大方便了用户。 对于更为复杂的几何模型，比如束流线上的磁铁，单纯用Flair进行建模较为复杂；应用SimpleGEO后，用户可以像机械工程师使用商业CAD软件那样进行几何建模，提高了效率。
最后需要提醒的是，SimpleGEO虽然功能强大，但其精度比Flair差，并且近几年没有进一步维护推出新版本；而FLUKA的版本在不断更新，有些模体不是很兼容；需要通过长期使用经验小心处理。（质子中国 编辑报道）
转自：质子中国
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