随着网格研究的深入和网格基础设施的发展，在网格环境中开发了越来越多的功能强大、需要大量资源的科学计算和协同应用，网格应用也变得越来越复杂，且具有时间、空间和资源等多种约束。网格工作流能方便的构建、执行、管理和监控网格应用，使网格应用能够自动实施并且效率较高。由于网格的动态性、分布性、异构性和自治性导致传统工作流的一些方法和技术不能有效的处理网格环境中的有关问题，本文根据网格资源和网格应用的特点，对网格工作流的体系结构、网格工作流的过程模型、组织资源模型和基于Web服务组合的运行模型进行了研究，主要内容如下：网格工作流的体系结构。给出了网格工作流的总体框架，包含网格工作流门户、网格工作流服务管理、网格工作流组织资源管理、网格工作流性能监控和评估、网格工作流引擎。在传统工作流体系架构中引入了网格服务和性能监控评估，整个系统框架符合WFMC和GCC规范，具有开放性和可扩展性。网格工作流的过程模型。在WF-Net基础上增加动态元素，并且引入高级Petri的思想，提出了动态工作流网CPWF-Net，能够解决网格工作流过程模型中的规模问题、动态性问题和选择性问题。对CPWF-Net的相关性质的分析和验证表明，通过动态工作流网构建的过程模型可以充分利用现有的Petri网分析和模拟技术。网格工作流的组织资源模型。分析了网格工作流中基于虚拟组织的组织建模，定义了虚拟组织中各成员的关系；介绍了网格中的资源管理模型，结合Web服务资源框架规范为有状态资源提供建模能力。网格工作流的Web服务组合实现方式。分析了Web服务和Petri网的映射，并扩展了Petri网的控制结构。将语义信息结合到Web服务，讨论了工作流执行过程中Web服务的可替代性问题。最后，基于中科大网格Portal，开发并部署了淮河流域水库联合优化调度系统。