8、高性能计算与呼吸潮气量测量技术进展

高性能计算与呼吸潮气量测量技术进展

1. 高性能计算的基于Web的服务门户

高性能计算（HPC）在解决复杂的流体物理问题时，可用于临床诊断领域，如鼻科学。但运行这些数值计算需要HPC和模拟科学的跨学科专业知识，因此需要开发服务门户，以向非专家（如医生）隐藏超级计算的复杂性。

1.1 数据处理与可视化

对于需要在每个模拟时间步执行的操作，如时间平均或雷诺应力张量的计算，利用模拟框架本身进行数据处理是合理的。这样可以直接利用内存中的数据，实现快速并行访问和处理，避免通过磁盘绕道。借助ParaView/Catalyst和Python库pvlink，还能实现原位可视化，高度并行地查看模拟结果。

服务门户以经典的二维图、横截面或三维可视化的形式呈现结果。特殊实现允许用户在HPC系统上交互式渲染三维高分辨率模拟结果，使可视化基本独立于用户本地计算机的性能，即使在网络带宽有限的情况下也能保证细节的清晰度。

1.2 服务门户的技术基础

服务门户基于开源软件JupyterLab，它提供了HPC系统端的后端和Web浏览器端的前端。在JSC，JupyterLab、JupyterHub、Unity IdM和UNICORE结合使用，提供了充分的灵活性。

• 认证与授权 ：通过Identity Manager Unity Idm进行身份验证，通过UNICORE控制对HPC系统上软件栈和数据的授权访问。各服务之间的网络通信进行加密，服务之间的信任通过证书来保证。
• 资源管理与开发环境 ：JupyterLab在HPC系