气固两相流广泛存在于过程工业中,流动结构的变化对其行为有着重要的影响。CT(Computed Tomography,计算机层析成像)作为一种无损断层测量手段,对于研究两相流动态结构有重要意义,从而引起了两相流研究领域的极大兴趣。本文对CT这项非插入、无干扰的测量手段进行了系统的研究,对其应用于两相流研究中遇到的数据截断、投影中心校正、射线硬化、CT标定、运动伪影、探测器异常等一系列问题给出了相应的解决方案,并使用定制开发的第三代等距扇束CT(IPE-CT)在ETH-IPE CFB半工业反应器上进行了实验验证,为CT应用于两相流动态结构测量提供了坚实基础。　　 由于气固两相流系统的内在复杂性,CT对此类系统测量时,无法产生精确可重复的流场供实验参数优化,本文针对这一难题,将计算流体力学(ComputationalFluid Dynamics,CFD)的三维计算与CT扫描模拟相结合,提出了虚拟研究的方法:以ETH—IPE CFB的全尺寸三维模拟结果做为CT模拟扫描的对象,模拟IPE-CT的测量过程,对计算得到的流场进行断层扫描,从而使得CT应用于气固两相流研究时定量的实验参数优化成为可能。本文使用此方法对滤片法降低射线硬化进行了定量的研究,确定了适用于ETH-IPE CFB反应器的滤片参数；采用虚拟研究的方法,本文还对不同的CT标定方法进行了定量的比较研究。　　 团聚物是气固两相流研究的一个热点,它的生灭演化对系统的性能产生着重要影响。本文提出了一种基于X射线的近壁处团聚物测量方法,该方法可非插入无干扰的对团聚物的空隙率、尺寸、速度、加速度等性质进行同时测量,为深入理解团聚物这种介尺度结构提供了新的测量手段。　　 为实现高速CT在线监测两相流这一目标,本文对断层图像重建的软、硬件加速进行了研究,并采用CUDA、MPI与OpenGL混合编程,首次实现了基于GPU集群的断层图像重建加速,达到了准实时的图像重建。