Gears4Net - Ein Programmiermodell für asynchrone Kommunikation in P2P-Systemen

Die vorliegende Arbeit betrachtet die Herausforderungen bei der Entwicklung massiv paralleler, verteilter Systeme. Am Beispiel des ortsbezogenen Peer-to-Peer-Systems Symstry werden geeignete Modelle zur Komplexitätsreduktion des Softwareentwicklungsprozesses abgeleitet sowie Verfahren zur Simulation derartiger Systeme etabliert. Die Arbeit ist in drei Themenschwerpunkte gegliedert. Der erste Schwerpunkt betrachtet die aktuell bestehenden Softwareentwicklungsmethoden im Hinblick auf den zunehmenden Parallelisierungsgrad und die daraus entstehenden Implikationen auf den Softwareentwicklungsprozess. Abgeschlossen wird dieses Kapitel mit dem Entwurf und der Implementierung des Programmiermodells Gears4Net. Dieses erlaubt die Betrachtung von Parallelität als Designkriterium und forciert sowohl die synchronisationsfreie Anwendungsimplementierung als auch die Zustandsmaschinen-ähnliche Quellcodestrukturierung. Im Fokus des zweiten Schwerpunktes steht die Konzeption und Implementierung des Peer-to-Peer-Systems Symstry. Symstry, das auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelt und simuliert wurde, verfolgt den Ansatz symbolischer Adressierung zur Spezifikation von Endgeräten, Orten und Regionen. Der besondere Schwerpunkt dieses Themenkomplexes liegt bei der Konzeption effizienter Routing- beziehungsweise Geo-Cast- oder Range-Query-Verfahren. Abgeschlossen wird die Arbeit mit dem dritten Schwerpunkt, der Simulationsumgebung Inspector. Diese ermöglicht die komponentenweise Simulation beziehungsweise Emulation der auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelten Softwarekomponenten und bildet die Grundlage für die Evaluation des Peer-to-Peer-Systems Symstry

Using Physical Modeling to Optimize the Aluminium Refining Process

Concern for the environment and rational management of resources requires the development of recoverable methods of obtaining metallic materials. This also applies to the production of aluminium and its alloys. The quality requirements of the market drive aluminium producers to use effective refining methods, and one of the most commonly used is blowing an inert gas into liquid aluminium via a rotating impeller. The efficiency and cost of this treatment depends largely on the application of the correct ratios between the basic parameters of the process, which are the flow rate of the inert gas, the speed of the rotor and the duration of the process. Determining these ratios in production conditions is expensive and difficult. This article presents the results of research aimed at determining the optimal ratio of the inert gas flow rate to the rotary impeller speed, using physical modeling techniques for the rotor as used in industrial conditions. The tests were carried out for rotary impeller speeds from 150 to 550 rpm and gas flow rates of 12, 17 and 22 dm3/min. The research was carried out on a 1:1 scale physical model, and the results, in the form of visualization of the degree of gas-bubble dispersion, were assessed on the basis of the five typical dispersion patterns. The removal of oxygen from water was carried out analogously to the process of removing hydrogen from aluminium. The curves of the rate of oxygen removal from the model liquid were determined, showing the course of oxygen reduction during refining with the same inert gas flows and rotor speeds mentioned above