開放式網上流體力學虛擬實驗室軟件簡介
流體力學課程是機械、材料、土木等專業的一門主干專業基礎課,其理論性和實踐性都很強,它的實驗教學是材料力學課程教學中的一個重要實踐環節。
目前,現實中的流體力學實驗存在以下局限性:
• 硬件依存性較強,只能在特定實驗室進行;
• 實驗設備外形較大,實驗室難以擺放足夠數量的設備,無法滿足學生獨立進行實驗的需求;
• 實驗器材損耗大,如動量方程實驗擋板被沖擊壞后無法再使用,浪費現象嚴重;
隨著招生規模的逐年擴大,教學改革的不斷深入,流體力學實驗的教學任務越來越重。同時,流體力學實驗器材較大,實驗室場地有限,都嚴重制約了流體力學實驗的質量和效果。
該軟件是針對大學???、本科《流體力學》實驗課程配套開發的可在網上開展的虛擬實驗,系統模擬實驗中用到的器材和設備,提供與真實實驗相似的實驗環境,提供網上實驗教學過程管理功能,包括:典型實驗庫的維護、實驗安排、提交實驗報告、實驗批改、成績統計、實驗答疑等功能模塊??蓾M足高等學校和各類培訓機構實驗教學環節的需要,尤其適用于遠程教學。
使用現有器材模型,系統可開展如下7個常用流體力學虛擬實驗的訓練:
• 雷諾實驗
• 伯努利實驗
• 動量定律實驗
• 局部水頭損失實驗
• 文丘里實驗
• 圓柱擾流實驗
• 高低溫流體混合實驗
調用Ansys仿真分析計算,仿真結果準確,效果逼真:
在三維實驗窗口中,用戶打開設備開關或擰動閥門,都會立即看到對應實驗現象的發生,非常形象直觀。實驗過程中,用戶可從任意角度、任意距離查看實驗設備,互動操作簡單快捷。與此同時,用戶提交轉速、管徑比等實驗數據后,系統會自動調用Ansys仿真軟件,精確計算出水頭高度、云圖等實驗結果,并實時在實驗窗口中予以顯示。由于該系統借助專業軟件Ansys進行仿真計算,具有實驗結果準確的特點,對實際實驗亦具有的指導作用。
系統服務器端用戶分為學生、教師、教務管理員和系統管理員四種角色,不同角色擁有不同權限。?
學生:選課、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結果、查詢實驗成績和批語。
教師:典型實驗庫維護、發布實驗、安排實驗、批改實驗報告、系統指導、統計并發布學生的實驗成績和批語。
教務管理員:課程計劃、開課計劃、選課日期設置、開課審核、開課查詢。
系統管理員:用戶管理、分組管理、角色管理、權限管理、系統維護等。
性能指標:
支持同時在線用戶數1萬人以上,經測試,系統運行穩定,不限終端用戶數,能滿足日常教學使用。
服務器運行環境:
操作系統:Windows Server ,Linux/Unix Server
Web服務器:Tomcat6.0,JDK6.0
數據庫:MySQL
客戶端運行環境:
操作系統: All Windows系列