開(kāi)放式網(wǎng)上流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件簡(jiǎn)介

流體力學(xué)課程是機(jī)械、材料、土木等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，它的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是材料力學(xué)課程教學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。

目前，現(xiàn)實(shí)中的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在以下局限性：

•  硬件依存性較強(qiáng)，只能在特定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；

•  實(shí)驗(yàn)設(shè)備外形較大，實(shí)驗(yàn)室難以擺放足夠數(shù)量的設(shè)備，無(wú)法滿足學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的需求；

•  實(shí)驗(yàn)器材損耗大，如動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)擋板被沖擊壞后無(wú)法再使用，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；

隨著招生規(guī)模的逐年擴(kuò)大，教學(xué)改革的不斷深入，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)越來(lái)越重。同時(shí)，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)器材較大，實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地有限，都嚴(yán)重制約了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和效果。

該軟件是針對(duì)大學(xué)?？啤⒈究啤读黧w力學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程配套開(kāi)發(fā)的可在網(wǎng)上開(kāi)展的虛擬實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提供網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理功能，包括：典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)、實(shí)驗(yàn)安排、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)批改、成績(jī)統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)答疑等功能模塊?？蓾M足高等學(xué)校和各類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，尤其適用于遠(yuǎn)程教學(xué)。

使用現(xiàn)有器材模型，系統(tǒng)可開(kāi)展如下7個(gè)常用流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練：

• 雷諾實(shí)驗(yàn)

• 伯努利實(shí)驗(yàn)

• 動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)

• 局部水頭損失實(shí)驗(yàn)

• 文丘里實(shí)驗(yàn)

• 圓柱擾流實(shí)驗(yàn)

• 高低溫流體混合實(shí)驗(yàn)

調(diào)用Ansys仿真分析計(jì)算，仿真結(jié)果準(zhǔn)確，效果逼真：

在三維實(shí)驗(yàn)窗口中，用戶打開(kāi)設(shè)備開(kāi)關(guān)或擰動(dòng)閥門，都會(huì)立即看到對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生，非常形象直觀。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用戶可從任意角度、任意距離查看實(shí)驗(yàn)設(shè)備，互動(dòng)操作簡(jiǎn)單快捷。與此同時(shí)，用戶提交轉(zhuǎn)速、管徑比等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用Ansys仿真軟件，精確計(jì)算出水頭高度、云圖等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并實(shí)時(shí)在實(shí)驗(yàn)窗口中予以顯示。由于該系統(tǒng)借助專業(yè)軟件Ansys進(jìn)行仿真計(jì)算，具有實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)亦具有的指導(dǎo)作用。

 系統(tǒng)服務(wù)器端用戶分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。?

學(xué)生：選課、選擇實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、接受實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、保存和提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語(yǔ)。

教師：典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)維護(hù)、發(fā)布實(shí)驗(yàn)、安排實(shí)驗(yàn)、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)布學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語(yǔ)。 

教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開(kāi)課計(jì)劃、選課日期設(shè)置、開(kāi)課審核、開(kāi)課查詢。 

系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)等。

性能指標(biāo)：

支持同時(shí)在線用戶數(shù)1萬(wàn)人以上，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，能滿足日常教學(xué)使用。

服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境：

操作系統(tǒng)：Windows Server ，Linux/Unix Server

Web服務(wù)器：Tomcat6.0，JDK6.0

數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL

客戶端運(yùn)行環(huán)境：

操作系統(tǒng)： All Windows系列