微纳光器件逆设计软件的云化方法研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:calvin0932
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在进行光器件仿真设计时,通常在单台服务器安装相关专业软件进行实验,面对复杂度较高的光器件逆设计需求,单台服务器会消耗较多的计算时间,个人管理仿真设计任务容易导致任务管理的低效和无序。大量服务器在大部分时间处于闲置状态,导致计算资源利用率低下,求解数据无法共享导致信息孤岛,产生了大量重复实验,无法为软件使用者带来增益,目前市面上的逆设计软件大都价格昂贵,安装和使用步骤繁琐,设计一套基于云平台资源共享的光器件逆设计软件的需求十分迫切,本论文针对目前光器件仿真设计实验中,单个任务耗时长,资源无法充分利用,成本高,无法满足任务并发运行等问题,设计了基于云化服务的光器件逆设计软件,主要研究内容如下:第一,本系统主要采用B/S架构,设计并实现了 Webserver客户端应用子系统,该子系统实现了任务管理、用户管理、用户数据隔离、光器件模型编辑器、以及仿真设计运行结果的实时显示等功能,其中光器件编辑器主要实现了器件模型编辑的可视化,编辑器中提供了器件参数的输入接口和WebGL的三维可视化接口,方便了用户对光器件模型的编辑。第二,本论文设计并实现了云服务端计算引擎子系统,云服务端利用Docker容器技术,将逆设计任务运行在Docker容器中,实现多个逆设计任务并发运行在云平台,并实现了用户申请的硬件资源的分配,借助Nginx实现了请求访问的负载均衡,搭建了分布式文件共享文件系统。云服务端子系统满足了多用户多任务的计算请求。本文利用多组测试数据将光器件逆设计云化软件与单机版软件进行对比,实验结果表明,本软件拥有良好的器件模型编辑和计算能力,能够对波导方向转换器,波分复用器、光栅等进行逆设计运算,和单机软件对比在并发量较高时有明显优势。
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