Как я понимаю задача стоит в написании application server и в собственно реализации логики?
В таком случае на application server будет лежать только задача обеспечения транспорта и «хостинга» модуля бизнес-логики который не должен в принципе ничего знать о application server.
Можете немного уточнить вопрос? Какие именно технологии используете? Какая версия .NET?
Используются ли WCF, WebServices, или какой либо другой канал коммуникации?
Возможно поможет обработка «длинных» запросов в отдельных потоках, которые после завершения вычислений будут уведомлять клиентов о том что можно «забирать результат»?
