基于网络的流体物理与化学性质数据资源平台的实现方法技术

本发明专利技术提供了一种基于网络的流体物理与化学性质数据资源平台的实现方法，按照数据的来源和获取方式不同，将流体物性数据的获取方法分为物性计算数据、分子模拟数据、物性估算数据、物性查询数据四类；运用计算机技术和网络技术，将四种流体物理与化学性质数据软件化；在此基础上，通过网络系统以Ｂ／Ｓ的方式实现共享。充分利用Ｃｈｉｎａ　　Ｇｒｉｄ等网络计算资源，结合流体热物性测试实验系统的基础，实现基于网络的流体物理与化学性质数据资源平台，为广大科技工作者和工程人员提供网络化的物性数据获取手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络资源平台的实现，特别涉及一种。
技术介绍
流体物理与化学性质数据在能源化工、石油、航空航天、生物及医药等领域有着重要和广泛的应用。在许多工程设计和研究领域，如制冷系统、换热器、石油天然气输送及化工机械等的设计都离不开流体的物理与化学性质数据。在CFC系列制冷剂的替代研究中，为了筛选出性能良好、更为节能与环保的替代物，需要有大量的制冷剂性质数据作基础，特别是随着越来越多新工质的应用，流体的物理与化学性质数据的重要性日益凸现。随着科学研究的不断深入和发展，产生了许多新的研究领域和学科，这其中有许多的研究需要相关的性质数据作基础，如纳米流体、生物热力学、生物传热学和纳米尺度下的材料性质等。在生物技术研究中，生物热物性数据在生物热物理的研究和应用中非常关键，因为在各类生物组织的热模型中，都包含有热导率、热扩散率、血液灌注率和代谢率等最为基本的物理参数，它们是揭示生物材料的热传输能力和载热能力以及进一步开展生物热物理研究的前提。现有的研究表明，在纳米尺度下，材料的性质与常规情况下有非常大的差别，将纳米材料添加到流体中(纳米流体)，流体的性质会发生明显的变化，目前已在许多场合开始尝试应用研究，因此纳米尺度下流体的性质和纳米流体的物理与化学性质数据是需要首先要解决的问题。另外，在新型能源方面，如超临界水制氢涉及到许多的多体系混合物，需要每一个组分以及由各个组分组成的二元，三元或者多元混合物的性质；在航空航天领域中，液体燃料的各种物理与化学性质数据就不可缺少的。可以认为，流体的物理与化学性质数据是许多领域进行创新性研究必不可少的基础。经过研究人员长期的实验研究，目前积累了大量流体的物理与化学性质实验数据包括流体的热力学性质、相平衡数据、临界特性参数和输运系数等，并在实验数据的基础上总结了大量的经验、半经验公式和图表，以供实际工程使用。在过去，最常用的办法就是通过图表查询或公式计算来获取流体的物性参数既繁琐又耗费时间，同时还要求具备一定的专业知识，对一般的工程技术人员提出了较高的要求。信息化技术的发展，为流体的物理与化学性质数据库系统的开发、共享提供了一条新的途径。许多发达国家已经或正在开发流体物性数据库系统，目前最著名的流体物性数据库系统是由NIST(美国国家标准与技术研究院)研究开发的Industrial Fluids andChemical Engineering物性数据库系统，由多个子系统组成，并且在单机和网络环境中都实现了基本功能。其中Thermophysical Properties of Fluid系统还初步实现了网络版的热物性计算。德国的DETHERM热物性数据库系统，目前包含有21000种纯质和101000种混合物的信息(注06年1月数据)，既可以在单机上进行查询也可以通过Internet查询。在美国化学工程师协会(the American Institute of Chemical Engineers)的DIPPR(the Design Institute for Physical Property Data)计划支持下，许多的研究机构和大学也正在建立基于Web的物性数据库。然而，这些数据库基本上局限于实验或计算数据的查询，缺少分子模拟、理论推算和计算的功能，而且使用费非常昂贵，以DETHERM数据库系统为例，其网络查询的数据以查询的记录数量进行收费，每条记录费用为$14.23。另外，到目前为止，我国还没有一个完整、功能强大的或者说是真正意义上的流体物理与化学性质数据库系统，更没有基于Web的流体物理与化学性质数据库系统。因此，作为一种完全自主的资源平台实现方法，本专利技术有具有自主的创新性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种流体物理与化学性质数据资源平台的实现方法，该方法将流体物理与化学性质的数据和资源进行整合，运用计算机技术和网络技术，将流体物理与化学性质数据资源通过网络系统以B/S的方式实现共享。为了实现上述任务，本专利技术提出如下的技术解决方案一种，其特征在于，该方法包括1)对流体物性数据的获取方法进行分类，按照数据的来源和获取方式不同，分为物性计算数据、分子模拟数据、物性估算数据、物性查询数据，并经过整理评价建立模块，存入网格系统中的数据库服务器上，使其成为数据资源平台的一部分；2)将构成上述各类数据的网络物性推算方式、流体物理与化学性质数据查询方式、流体物理与化学性质数据计算方式和流体热物性测试实验系统制成一系列适于网络的物性程序，分布于网格节点内，经过网络程序接口的实现，通过Web页面为用户提供交互式的物性数据获取方式；3)流体物理与化学性质数据资源平台以CGI的方式或Servlet+Socket+Applet方式实现计算数据和Web服务器之间的通讯，通过网络系统以B/S的方式实现共享。本专利技术实现网络版的分子模拟。分子模拟，又称“计算机实验”，作为与实验科学、理论科学并列的自然科学的第三分支。由于分子模拟对计算资源有较高的要求，需运行在集群系统或超级计算机等高性能计算系统上。将以高性能计算资源为依托的分子模拟网络化，成为大众化的模拟工具，方便获取流体物性模拟数据。具有巨大的社会价值和商业价值。本专利技术通过Servlet+Socket+Applet接口为用户提供分子模拟数据。用户在表单内提交要模拟的信息参数，可获取动态的模拟结果。本专利技术实现网络版的物性估算。实验数据的获取特别是对精度较高的实验数据通常需要较高代价且耗费时间。利用有实验数据的类似物质，按照其各基团对性质的贡献，对新物质的各种物理与化学性质进行推算和预测，从而获取新物质的物性是相当经济。特别是这种估算的网络实现则为广大用户提供一种简单的数据获取方式。本专利技术将估算方法开发成一系列适于网络的估算程序，将程序分布于网格节点内，通过CGI接口同浏览器建立联系。实现B/S查询方式。本专利技术针对流体物理与化学性质数据实现数据查询，满足广大科技工作者和工程人员对流体物理与化学性质数据的要求。本专利技术针对流体物理与化学性质数据实现网络版的物性计算，相对于实验数据来说，可通过计算公式得到连续点的数据。计算公式通过大量的实验数据筛选之后，拟合得到有较高精度的计算公式。可满足科研人员的需要。将流体热物性测试实验系统通过Internet与资源平台内的四个模块连在一起，作为本数据资源平台的一部分，实现实验数据的动态发布，实验参数的拟合及动态加载，满足对数据实时性的要求。随着流体热物性测试实验系统远程测量的实现，此实现方式必然具有越来越重要的实际意义。附图说明图1项目总体构成示意图；图2流体物理与化学性质数据资源平台结构图；图3湿空气CGI实现计算结果；图4servlet+socket+applet接口结构；图5物性计算结构图；图6常用化合物性质计算提交页面；图7常用化合物性质计算计算结果；图8分子模拟动态显示结构图；图9分子模拟提交页面-rcut；图10分子模拟运行结果-rcut(1)；图11分子模拟运行结果-rcut(2)；图12物性估算结构图；图13物性估算提交页面-joback法；图14物性估算结果-joback法；图15物性查询结构图；图16流体物性查询提交页面—临界参数性质；图17流体物性查询结果—临界参数性质以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络的流体物理与化学性质数据资源平台的实现方法，其特征在于，该方法包括：１）对流体物性数据的获取方法进行分类，按照数据的来源和获取方式不同，分为物性计算数据、分子模拟数据、物性估算数据、物性查询数据，并经过整理评价建立模块， 存入网格系统中的数据库服务器上，使其成为数据资源平台的一部分；２）将构成上述各类数据的网络物性推算方式、流体物理与化学性质数据查询方式、流体物理与化学性质数据计算方式和流体热物性测试实验系统制成一系列适于网络的物性程序，分布于网格节 点内，经过网络程序接口的实现，通过Ｗｅｂ页面为用户提供交互式的物性数据获取方式；３）流体物理与化学性质数据资源平台以ＣＧＩ的方式或Ｓｅｒｖｌｅｔ＋Ｓｏｃｋｅｔ＋Ａｐｐｌｅｔ方式实现计算数据和Ｗｅｂ服务器之间的通讯，通过网络系统以Ｂ／ Ｓ的方式实现共享。

【技术特征摘要】
1.一种基于网络的流体物理与化学性质数据资源平台的实现方法，其特征在于，该方法包括1)对流体物性数据的获取方法进行分类，按照数据的来源和获取方式不同，分为物性计算数据、分子模拟数据、物性估算数据、物性查询数据，并经过整理评价建立模块，存入网格系统中的数据库服务器上，使其成为数据资源平台的一部分；2)将构成上述各类数据的网络物性推算方式、流体物理与化学性质数据查询方式、流体物理与化学性质数据计算方式和流体热物性测试实验系统制成一系列适于网络的物性程序，分布于网格节点内，经过网络程序接口的实现，通过Web页面为用户提供交互式的物性数据获取方式；3)流体物理与化学性质数据资源平台以CGI的方式或Servlet+Socket+Applet方式实现计算数据和Web服务器之间的通讯，通过网络系统以B/S的方式实现共享。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的物性查询数据、物性计算数据、物性估算数据、分子模拟数据分别为物性查询数据，是将实验得到的大量原始数据进行收集评价后得到的数据，数据可信度高；物性计算数据，是在实验数据基础上，通过筛选并拟合得到计算公式，运用公式计算得到连续的且精度较高的物性数据；物性估算数据，是利用有实验数据的物质，按照其各基团对性质的贡献，对新物质的各种物理与化学性质进行推算和预测，主要为无实验数据的流体提供各种物理与化学性质的估算值；分子模拟数据，是在用户提供原子组成、分子结构、分子量和化学键等信息基础上，采用分子动力学...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江涛，杨爱贤，董渭清，黄利，刘志刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]