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基于Internet的热力学计算平台

作　者: 曾志刚
导　师: 方正
学　校: 中南大学
专　业: 物理化学
关键词: 热力学计算燃烧过程 MatLab ChemApp 系统集成
分类号: TP399
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 165次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着计算技术的发展，通过解算复杂模型得到化学平衡数据及其它热力学数据已成为现实，大量优秀的基于吉布斯能最小化的相图计算软件及其配套数据库的开发取得了长足的进展，并且由此衍生了一门新兴交叉学科——计算热力学。 ChemApp是一个优秀的计算热力学程序函数库，但必须在编程中调用，缺乏图形输出接口，用户必须为其处理结果的图形化编程，且只能在单机上使用，限制了它的效用。本文提出了利用ChemApp在MatLab下构建计算热力学工具箱的方法，通过MatLab外部程序接口将ChemApp中函数编译为可运行于MatLab环境下的mex文件，一系列用于热力学计算的函数构成支持MATLAB热力学计算的工具箱。由此，不但扩展了MatLab的应用范围，引进稳定可靠的平衡计算能力，而且增强了ChemApp的易用性，扩展其结果数据处理能力和图形化能力。在MatLab计算热力学工具箱的基础上，本文提出了将ChemApp应用程序以M文件的形式编写，并通过MatLab Web Server与Internet交互，通过网络取得参数输入、发布计算结果。由此进一步扩展了ChemApp的应用接口，构成基于Internet的热力学计算平台。由于网络连接的特殊性和安全问题，网络计算的发展相对迟缓，通过CGI方式进行的网络交互存在开发周期长、运行维护难、安全问题多等问题。本文提出的集成MatLab Web Server与ChemApp的方法则能快速、可靠、稳定、安全地通过网络实现计算。通过上述方法开发的网络应用程序具有极大的优势，对成熟算法的继承保证了其稳定性和可靠性；Server端的运行方式可以保护源代码的安全；服务器端的程序脚本可以使用开发者轻松升级应用程序；网络接口可以让使用者跨越时间和空间的限制而得到需要的结果。作者利用开发的MatLab热力学计算工具箱，进行了一个多段多反应过程中的燃烧模拟，快速可靠地得到全面的计算结果；并且借助构建的Internet发布平台将其输入输出接口扩展到网络上，很大程度上拓展热力学计算其应用程序程序的使用范围，增强了其便利性。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract（英文摘要）  5-7
第一章文献综述  7-19
  1．1 概述  7-8
  1．2 相图计算的原理和途径  8-9
  1．3 自由能函数表达式  9-10
  1．4 过剩自由能的解析表达式  10-12
  1．5 二元实际溶液的计算  12-14
  1．6 计算机软件和实际应用  14-17
  1．7 课题目的和意义  17-19
第二章平台构件的介绍  19-30
  2．1 Chemsage  19-23
  2．2 ChemApp  23-25
  2．3 MATLAB  25-27
  2．4 Matlab Web Server  27-30
第三章 Matlab工具箱的构建  30-40
  3．1 Matlab编程接口  30-31
  3．2 ChemApp安装和函数调用  31-33
  3．3 工具箱的构造  33-40
第四章计算热力学平台的组建  40-59
  4．1 Matlab Web Server的安装与配置  40-42
  4．2 计算热力学平台应用程序  42-44
  4．3 ChemApp中的热力学系统  44-47
  4．4 计算热力学工具箱功能介绍  47-55
  4．5 计算热力学工具箱有效性验证  55-59
第五章计算热力学平台的实际应用  59-68
  5．1 燃烧过程模拟的提出  59-61
  5．2 输入网页设计  61-62
  5．3 Combustion．m文件  62-63
  5．4 输出模板文件  63
  5．5 运行结果  63-68
主要结论  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文  73-74
附录1 MatLab工具箱tq系列函数作用及调用方法  74-81
附录2 应用程序《燃烧模拟》中各文件源代码  81-90
致谢  90

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