面向水泥仿真的網格體系結構及服務實現.pdf

1、隨著計算機在各行各業(yè)的廣泛應用，其高速運算的特點為其他學科的研究開辟了新的領域，計算材料學就是其中之一。早在90年代初期，就有國外的相關研究人員在對水泥掃描電鏡圖像和X射線圖像進行處理后，用計算機重構水泥樣本的三維微觀結構，進而對水泥材料的水化過程進行仿真。這一技術的出現使材料科學的研究跳出了傳統(tǒng)的“炒菜法”(trial-error)，而發(fā)展為基于原理的方法，縮短了新材料研制的時間，降低了人力物力。然而，隨著材料結構及反應環(huán)境的復雜化，

2、原來的單機計算模式已經難以滿足更復雜的計算要求，這就需要一種更強大的計算資源平臺的出現。本文結合目前信息科學領域最前沿的網格計算技術，在現有硬件及軟件實驗環(huán)境下，搭建了面向水泥仿真的網格計算平臺，并在該網格平臺上部署了安全體系、提供了水泥水化模擬服務，為水泥仿真計算提供了一個性能更強大的計算平臺。主要研究內容包括以下四個方面： 首先，構建水泥數字圖像數據庫。集合前期采樣、實驗得到的大量水泥數字圖像及其采樣點對應的能譜圖，構建水泥

3、數字圖像庫，為綠色建材數據庫的開發(fā)和后期的研究提供了充足的實驗數據。 然后，規(guī)劃并實現網格體系結構。在濟南大學現有的曙光TC-3000、TC-1700高性能計算節(jié)點和Linux機群系統(tǒng)的實驗環(huán)境下，安裝Globus相關工具包，構建基于開放網格服務的體系結構。我們參考了美國軍方的SFExpress項目，構建了由模擬器、路由器、網關和數據服務器四層設備組成的樹形結構，并在每個模擬器節(jié)點上部署GlobusToolkit4.0，為網格應

4、用提供了開發(fā)和實現平臺。隨后，在此平臺上部署Globus安全體系，為網格環(huán)境的運行提供安全保障。包括部署面向證書頒發(fā)、證書簽名的身份認證服務;開發(fā)組件程序提供客戶代理憑證管理，以實現用戶的單點登錄;利用XML安全技術開發(fā)組件程序，提供文檔分層加密與簽名管理等。 最后，定制實現水泥仿真的網格服務。將網格信息發(fā)現、網格資源定制和網格文件傳輸技術與單機環(huán)境下模擬水化過程的程序相結合，針對網格環(huán)境下并行計算的特點對水泥仿真的過程進行任務