基于GridSim的网格模拟框架设计与实现

设计并实现一个基于GridSim的网格模拟框架GSF,利用XML语言描述网格资源、用户、作业,提供网格调度接口。针对工作流作业定义工作流描述语言GSWDL,实现一个工作流模拟器WorkFlowEngine。模拟实验结果证明,GSF可以减少用户对GridSim的学习时间和难度,为研究者提供一个易用、可扩展的网格模拟环境。

通用网格模拟器(GGS)的研究及其基础运行平台的设计

通过分析现有的几个网格模拟器软件,找出了它们的不足,据此提出了建立通用网格模拟器的想法.根据网格系统的实现目标、基本特点及发展方向,提出了设计通用网格模拟器所必需遵守的原则:标准化、分层、组件化等.在此基础上,定义了通用网格模拟器的整体架构,对网格资源的组件:本地资源组件、web服务及其基础扩展网络进行了详细介绍,并成功实现这三部分功能.

网格模拟环境中统计分析技术研究

在对现有的典型网格模拟系统的统计分析功能进行分析比较的基础上,提出了一种包括数据的获取、统计和分析的方法,并且在网格模拟系统JFreeSim中加以实现.该方法针对网格模拟器中性能分析问题,在稳态模拟条件下,根据统计分析实体对其他各个实体的监控信息,制定统计量,并依据制定的评价指标和算法对统计量进行了分析比较,给出了比较结果.该方法通过给出可能存在的性能瓶颈,为分析各种不同的场景下网格系统及算法的性能和可扩展性提供了有效手段.

隐式粒子云网格模拟的原理和进展

Partic le In Cell方法是等离子体数值模拟的基本手段之一.但传统的PIC模拟方法受到时空步长限制的影响,很难用于高密度或者大尺度等离子体研究.隐格式PIC方法是克服这一限制的主要手段.本文概述了隐格式PIC方法的基本思路和主要应用.

网格模拟软件的发展现状及其模拟思想

阐述了在网格研发过程中模拟／仿真的重要性和必要性。介绍了当前较著名的网格模拟软件包Bricks,ChicSim, EDGSim,GridSim,MicroGrid,OptorSim和SimGrid已经实现了的网格模拟功能、实现这些网格模拟功能的思想和方法、开发语言、运行环境、应用实例、软件包是否可下载以及下载URL等,然后列表就功能、运行环境、配置方法、是否可视化等方面比较了这些软件包。最后总结这些网格模拟软件包的功能与其不足之处,并提出对网格模拟软件发展的一点看法。

基于改进网格模拟器的DBC优化调度算法研究

网格资源调度策略是网格计算领域中的关键研究方向之一.网格模拟器是资源调度策略优化和改进研究的重要平台.本文阐述了GridSim模拟器的整个框架结构和运行机制,分析了其不足,并加以改进形成新的模拟器DSSim.还对基于市场经济模型的DBC优化调度算法进行了改进,并通过新模拟器DSSim进行了相应的模拟.模拟结果表明,改进后的算法无论在任务平均完成时间还是任务的完成率上都优于以前的优化调度算法.

关于网格模拟器的研究

网格将广域分布的各种资源有效聚合和共享,并以统一的方式向用户提供服务。网格模拟器是一种对真实网格进行模拟的工具,是研究网格环境中资源管理和任务调度策略优化、改进的重要工具。文中分别对Bricks,MicroGrid,Cas-Sim,GridSim,SimGrid和GangSim进行了分析,论述了这些模拟器的应用领域、优势以及不足,最后指出了当前网格模拟器的局限性和发展趋势,可以为网格研究人员和网格模拟器设计者及应用者提供一些便利。

东太湖风生流套网格模式模拟

根据1984年8月水位、1993年9月湖流资料，通过建立太湖风生流模式，并在此基础上采用数值嵌套技术，设计东太湖风生流套网格模式，对不同风情下的东太湖风生流进行模拟研究。结果表明：湖区风场决定了东太湖风生流的流型及流向，对峙方位风场形成的风生流流向几乎相反，稳定风生流流态表现为湖中若干环流区和沿岸流的有机结合。风场作用初期，风生流流向与湖区风向近乎一致。偏NW风向作用，西太湖湖水流入东太湖，并在东太湖东部湖区形成环流，可造成西太湖的污水在东太湖滞留；偏SE风向作用，东太湖湖水向西太湖流动，此时西太湖污水不会对东太湖产生影响，风生流是夏季东太湖水质优于西太湖、西太湖蓝藻“水华”的爆发明显高于东太湖的重要原因。

快速成型过程中聚合物液滴喷射的无网格模拟及实验研究

设计了一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型系统,研究了该成型系统的各个组成部分及其作用,利用无网格模拟技术模拟了机械撞针式液滴喷射的全过程,通过实验研究了操作工艺参数对液滴喷射的影响规律。实验选用直径为0.25 mm的钨钢喷嘴,实现了高温下黏度为12 Pa·s高黏度聚丙烯(PP)中的喷射成型。

千万亿次可扩展可容错自由网格数值模拟系统

在千万亿次计算能力的驱动下,数值软件的发展进入了一个以海量并行为基本特征的历史转折期,可扩展和可容错成为大规模数值模拟的两大关键技术.petaPar模拟程序是以对传统数值技术形成优势互补的无网格类方法为切入点,面向千万亿次级计算而开发的下一代新兴通用数值模拟程序.petaPar在统一架构下实现了光滑粒子动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)和物质点法(material point method,MPM)两种最为成熟和有效的无网格/粒子算法,支持多种强度、失效模型和状态方程;其中MPM支持改进的接触算法,可以处理上百万离散物体的非连续变形和相互作用计算.系统具有以下特点:1)高可扩展.实现单核单Patch极端情形下计算和通信的完全重叠,支持动态负载均衡;2)可容错.支持无人值守变进程重启动,在系统硬件出现局部热故障时可以不中止计算;3)适应硬件体系结构异构架构的变化趋势,同时支持flat MPI和MPI+Pthreads并行模型.程序在Titan千万亿次超级计算机上进行了全系统规模的可扩展性测试,结果表明该代码可线性扩展到26万个CPU核,SPH和MPM的并行效率分别为100%和96%.

北京市门头沟山区农业气候资源细网格数值模拟研究

采用地形追随坐标系中三维大气 土壤耦合模式对北京市门头沟山地气候效应进行模拟试验研究表明 ,山区气温和地表温度随海拔高度的升高而降低 ,温度场等值线大体按地形等高线方向分布。山区谷地冬季温度高于东部平原地区 ,夏季温度日变化最明显。地温场分布与近地层气温变化关系极密切 ,二者分布特征相似。山区地表相对湿度向山顶方向逐渐增大 ,山顶相对湿度较高 ,而山谷相对湿度则较低。低层风矢量分布受门头沟山区“X”型沟谷地形的影响 ,白天近地层风有向山脊、山顶辐合且形成谷风趋势 。

箱型结构损伤分析的空间网格多尺度模拟方法

为高效模拟空间效应显著的结构在关键局部的损伤,本文研究建立了以损伤分析为目标的空间网格多尺度模拟方法.首先基于变形协调法和内力平衡法,研究了空间网格多尺度建模中的跨尺度界面连接方法,对比分析了两种界面连接合理性.以三跨连续刚构混凝土箱梁在地震载荷下的损伤为分析案例,验证了空间网格多尺度模型在结构损伤分析中的可行性及其在计算效率上的优越性.分析结果表明:空间网格多尺度模型可以精确模拟结构的静力效应和动力特性;空间网格多尺度模型既考虑了结构空间效应,又可以高效分析箱梁结构局部易损部位的损伤演化过程,从而为空间效应显著的结构损伤分析提供了更为实用精细的计算模拟方法.

水力压裂裂缝模拟研究

针对低渗油气藏水力压裂裂缝通常采用直角网格加密模拟准确性不高的问题,采用了油藏数值模拟中的新型网格结构——PEBI网格来模拟水力裂缝.在充分认识水力裂缝渗流机理的基础上,深入分析了数值模拟中处理水力裂缝的常规直角网格加密方法和PEBI网格方法的原理;并以某火山岩油藏为例运用两种方法对裂缝方位、导流能力和裂缝穿透比进行优化研究.研究结果表明,PEBI网格模拟水力裂缝的方法相对于常规直角网格加密方法具有较高的准确性和优越性.运用该方法可以为现场压裂施工设计和效果评价提供一种有效的研究手段,对于提高低渗油气藏压裂效果具有实际意义.

建筑物火灾时人员疏散的网络网格复合模型

建筑防火安全设计中,人员疏散问题至关重要。根据划分建筑空间的不同,利用计算机模拟技术开发的人员疏散模型主要采用网络模拟和网格模拟两种方法,分别介绍了基于这两种方法建立的网络模型和网格模型,并且综合这两种方法开发了建筑物人员疏散的网络网格复合模型,以便对大型复杂建筑进行有效的疏散模拟。用该复合模型模拟了一高层建筑和一大型复杂建筑的人员疏散情况,并将其模拟结果与采用单一网格模型和单一网络模型的模拟结果进行了对比,显示了网络网格复合模型不仅能进行大型复杂建筑的人员疏散模拟,而且可以形象化地显示详细的疏散过程。

用Optorsim仿真数据网格中调度和复制优化策略

数据网格中,调度和复制优化策略的好坏直接影响网格资源的使用性能。在将优化策略应用于网格之前,通常使用仿真环境对其进行评估。本文选取网格模拟器Optorsim2.0仿真动态网格环境。仿真模型使用不同的作业调度和复制优化策略来衡量其对网格性能的影响,并根据网格性能评价指标对仿真结果进行了分析。

基于GridSim的网格算法测试软件开发

针对目前绝大部分的网格任务调度实验均建立在仿真实验的基础之上,而GridSim网格模拟器在支持多任务、多资源环境下的网格算法测试方面表现得越来越力不从心,开发一个便于网格研究者使用的网格算法测试软件迫在眉睫。设计并实现了基于GridSim的网格算法测试程序,该程序包括了构建环境模块、任务调度模块和结果输出模块三个子模块。通过实验验证,该程序能够达到在多任务、多资源环境中分析、对比和验证网格调度算法性能的目的。

单机网格应用系统开发实验方法

针对网格应用系统开发实验过程中的困难,提出了一种通过在单机环境中利用虚拟机技术构建网格原型实验系统,对网格应用软件进行实验的方法,已申请国家发明专利(申请号:200510018916.0)。与各种同类实验方法相比,该方法操作简单、成本低廉,所得到的实验结果真实可信,所构建的单机网格原型实验系统具有高度的灵活性和可靠性,易于维护和管理,并能迅速地迁移到真实应用环境中。

基于语义网格的反垃圾邮件应用架构设计

目前对垃圾邮件问题的大部分解决方法仍受到互联网自身特性的限制,而且在较大范围内邮件过滤的准确率也不能满足人们的要求。因此从语义网格的角度出发,利用语义网格的语义分析能力强且具有网格优势等特点来解决垃圾邮件问题。提出反垃圾邮件语义网格的概念,并详细阐述了反垃圾邮件语义网格系统的基本思想、体系结构以及支撑技术;利用OptorSim网格模拟器对系统进行测试;对系统中一些关键问题进行讨论。

等离子体密度对尾场加速中最优束流负载的影响

探讨了当束团参数固定时,通过改变束团电荷量来改变束流的负载状态以达到最优束流负载条件,以及改变等离子体密度对束流负载特性的影响;通过实验发现,等离子体的入口和出口处均存在逐渐增加或降低的等离子体密度坡,并探究了该密度坡对束团相对能散的影响.利用QuickPIC对粒子的行为及其在等离子体中的演化状态进行了模拟;利用理论分析法对束团状态和相对能散的变化进行了综合分析和论证.结果表明:1)在传播方向上局部微调等离子体密度可降低尾随束团的相对能散;2)密度坡的存在会降低相对能散;3)改变等离子体密度,可实现欠负载、过负载,以及最优束流负载之间的切换,最终能散相较最优束流负载状态下的能散更低.

基于访问频率的网格副本创建策略

提出了一种基于访问频率的副本创建策略。该策略主要依据网格用户对文件副本的访问频率进行副本创建,在替换副本时也依据频率值,将不经常访问的副本删除。这种策略能够很好地满足用户访问所需副本的要求,并能提高副本的传输速率与带宽的利用率。文章根据网格结构的特点和算法的环境要求对网格模拟器OptorSim的模块进行了改进,并对该算法进行了测试。测试结果表明,基于访问频率的副本创建算法提高了用户访问副本的效率。