[发明专利]一种基础流体力学虚拟仿真教学实验平台及实现方法

说明书

本发明公开了一种基础流体力学虚拟仿真实验平台及实现方法，所述平台包括用户登录模块、选择模块、虚拟实验流程介绍模块、实验模块、数据管理模块、自测模块，所述实现方法包括实验仪器三维模型及二维模型建立、贴图及动画演示、单一模块实现设计及架构搭建制作、多模块转化与硬件交互。本发明能够模拟真实实验场景及实验仪器，使用户沉浸其中，达到理论和实践的统一。

技术领域

本发明属于虚拟仿真实验领域，尤其涉及基础流体力学虚拟仿真教学实验的方法。

背景技术

在国家教育部和工信部对教育信息化的的大力推动下,计算机技术和软件技术日益成熟，使得具有低成本、可重复性、可共享性的虚拟实验成为了可能，为此虚拟现实技术也在在教育教学得到了广泛应用，推动了高等学校实验教学改革与创新，越来越多的高校在实验教学中采用虚拟仿真实验室。传统的流体力学实验已经无法满足高校学生的自主实践的需求。目前，仍缺乏一种基础流体力学虚拟仿真教学实验平台。因此，通过对流体力学实验模拟，能够满足工程类学生的教学实践需求。

《流体力学》是工科专业的重要专业课，尤其是流体实验在教学中尤为重要，然而，目前传统实验教学存在实验仪器设备价格昂贵、安全隐患、设备老化、教育资源分布不均匀等问题，致使教学效果和实验大打折扣。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基础流体力学虚拟仿真教学实验，以补充高校学生实验条件。

本发明提供的一种基础流体力学虚拟仿真教学实验平台，包括：

用户登录模块:用于设置识别登录帐号和密码，用于对数据库正确登陆账号和密码进行核对。若账号密码错误，则平台不会启动，并提示再次输入；账号密码正确，平台加载并运行。

选择模块：用于选择实验类别，本发明所述基本流体力学实验包括流体静力学实验、伯努利方程综合实验、雷诺实验、动量定律综合实验。

虚拟实验流程介绍模块：用于说明目标实验真实实验流程，说明虚拟实验方案。

实验模块：用于设置目标流体力学实验仪器、实验交互、实验数据、实验流体介质。

数据管理模块：用于对实验结果数据进行处理、储存、调用。

自测模块：用于设置针对目标实验测试题，精准打击实验环节重点、难点。

本发明还提供一种基础流体力学虚拟教学实验的实现方法，包括以下步骤：

模型生成：所述模型是流体力学虚拟实验平台中的实验仪器三维模型和二维模型，以及流体力学虚拟实验平台中的贴图、材质、原理动画。

多界面交互：所述多界面交互是位于不同层级界面，对不同层级界面设置跳转按钮。例如：当用户进入实验平台，选择实验类型进行操作，点击实验类别选项，平台加载对应实验的场景。

实验界面输入设备交互：所述输入设备交互是对实验设备缩放、旋转、高亮显示，全方位认知实验仪器，了解实验装置的组成部分。

实验仪器点击事件和操作顺序：所述点击事件是对不同液压阀以鼠标右键点击为开，左键点击为关。所述操作顺序是对应用于点击事件的不同阀设置操作先后，结合错误提示，避免错误实验结果。

附图说明

图1为基础流体力学虚拟仿真教学实验平台的整体框架图；

图2为虚拟仿真实验平台的选择模块；

图3为流体静力学虚拟仿真实验的实验流程介绍模块；

图4为流体静力学虚拟仿真实验的实验模块；；

图5为基础流体力学虚拟仿真实验平台的实现方法；

具体实施方式