基于科學工作流的產(chǎn)品開發(fā)仿真計算資源集成技術研究.pdf

1、在復雜產(chǎn)品的設計開發(fā)過程中，協(xié)同仿真技術起著越來越重要的作用，而隨著仿真過程復雜度的提升以及仿真計算資源的增多，產(chǎn)品協(xié)同仿真過程中計算資源的耦合計算與配置成為了制約協(xié)同仿真效率和質(zhì)量的關鍵問題。科學工作流技術是解決這一關鍵問題的一個重要支持手段，它能夠簡化產(chǎn)品開發(fā)人員在協(xié)同仿真過程中對大規(guī)?？茖W數(shù)據(jù)所需要進行的采集、處理、計算、分析等復雜操作過程，實現(xiàn)產(chǎn)品設計流程的定制、部署與執(zhí)行，并有效提高科學計算問題的求解效率。本文基于科學工作流對

2、產(chǎn)品開發(fā)過程中的協(xié)同仿真耦合計算過程的關鍵支撐技術進行了研究。
　　首先，提出了一種基于Petri網(wǎng)的產(chǎn)品協(xié)同仿真耦合計算過程的工作流模型建立方法。該方法利用Petri網(wǎng)建模技術的流程模型分析和圖形化表達能力，將Petri網(wǎng)作為產(chǎn)品協(xié)同仿真耦合計算過程建模的有效工具，能夠有效建立協(xié)同仿真耦合計算過程的工作流模型。
　　其次，提出了工作流模型中計算資源的集成與配置方法。該方法基于開源的科學工作流管理平臺VisTrails，為協(xié)

3、同仿真耦合計算過程在VisTrails平臺上的實施、運行、管理提供了有效支持。同時，為了增強科學工作流管理平臺對設計資源集成的靈活性，提出SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務的架構）與VisTrails平臺相集成的方法，將SOA的松散耦合特性集成到了工作流管理平臺中，實現(xiàn)了科學工作流管理平臺在分布式環(huán)境下對設計資源的靈活管理和配置，大幅加快了產(chǎn)品設計過程中的仿真耦合計算過程。
　　再次，在上

4、述方法的基礎之上，本文設計開發(fā)了一個基于科學工作流平臺VisTrails的多維仿真耦合計算管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了產(chǎn)品仿真耦合計算過程的工作流管理和相關計算資源的集成與管理。
　　最后，對本文提出的資源集成方法以及設計開發(fā)的多維仿真耦合計算管理系統(tǒng)進行了實例驗證。通過航空發(fā)動機設計過程中的一個耦合計算任務實例，對提出的基于Petri網(wǎng)建立工作流模型的方法、SOA與工作流集成方法以及多維仿真耦合計算管理系統(tǒng)的可行性和效果進行實例驗證，表明本