浅议光化学反应仿真实验系统的研究与实现

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1、重庆邮电大学硕士学位论文光化学反应仿真实验系统的研究与实现姓名：羊金花申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：豆育升20100529重庆邮电大学硕士论文摘要随着计算机技术、网络技术及多媒体技术的飞速发展，基于网络的仿真虚拟实验室的实现成为可能，并以其出色的性价比正在成为研究的热点。目前仿真虚拟实验室多用于教学培训并取得了很好的效果，但很少应用于科学研究中。科学计算可视化的应用使虚拟实验室得到了更广泛的运用，特别是对各个领域的科学研究具有重要的意义。计算化学领域中的光化学反应模拟实验因昂贵的实验设

2、备和仪器使得实验难以开展，因此利用网络虚拟实验室与科学计算可视化技术构建一个可视化的实验平台为光化学反应的研究提供了很好的解决方案。光化学反应模拟就是利用计算机手段仿真不同分子或相同分子在不同参数条件激光照射下所发生化学反应的现象。通过计算机模拟，可以得到光化学反应过程，从而使某些瞬间反应的具体细节得以研究，为实际化学反应提供理论指导。对于从事光化学的研究人员而言，方法和参数的选取、数据的分析与表示、计算结果的分析和评价是他们最关心的问题，也是最根本和最重要的问题，然而在实验中他们常常过多地被计算机软、

3、硬件专业知识和复杂的操作系统命令所缠绕而无法专心研究。本课题的主要工作是在实验室专项投资建设基金项目的支持下，以Linux并行计算系统为支撑，基于交互式Web技术设计并实现了光化学反应仿真实验系统PREES(PhotochemicalReactionEmulationExperimentSystem)为研究人员提供一个科学研究的有力工具。本文首先对虚拟实验室的基本概况及特点进行了简略介绍，并对当前的仿真虚拟实验室的研究情况作了分析，根据光化学反应模拟实验的特点及现状提出了一种利用开源软件Webmin／U

4、sermin构建基于Web的可视化仿真实验系统的有效解决方案，并运用该方案成功在浏览器中启动激光诱导光化学反应计算机模拟程序、计算结果可视化实时显示和光化学反应计算机模拟的远程可控等功能。结果证明本文提出的方法实现简单，并且设计的可视化系统能让学生或研究员更直观更方便地进行实验，从而减轻了他们的负担，提高了整个系统的工作效率，对促进光化学反应的研究具有重要的意义。关键词：虚拟实验室，科学计算可视化，光化学反应，Web技术，可视化重庆邮电大学硕士论文AbstractAlongwiththedevelopm

5、entofcomputertechnology,networktechnologyandotherrelevanttechnologies，theconstructionofemulatingvirtuallaboratorybasedonweb(E—VL)comestrueandithasbecomearesearchhotpotatpresent，sinceithasextraordinarycostperformance．ThecurrentE-VLiSmainlyusedforeducation

6、ortrainingandhasachievedgoodresults，butrarelyisusedforscientificresearch．Theapplicationofvisualizationinscientificcomputing(VISC)makesE—VLhavebeenmorewidelyused，especiallyissignificantforthedevelopmentofscientificresearchinvariousfields．Photochemicalreac

7、tionexpedmentinthefieldofcomputationalchemistryisdifficulttocarryoutbecauseofthehighlaboratoryequipmentsandinstruments，theuseofvirtuallaboratoriesandscientificvisualizationtechnologytobuildanexperimentalplatformforvisualizationofthephotochemicalreactionp

8、rovidesagoodsolution．Photochemicalreactionsimulationisachemicalreactionphenomenonwhichusesthemethodsofcomputertosimulatedifferentmoleculesorsamemoleculesinthedifferentparametersunderlaserirradiation．Throughcomputersimulati