開放式網(wǎng)上流體力學(xué)虛擬實驗室軟件簡介
流體力學(xué)課程是機械、材料、土木等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實踐性都很強，它的實驗教學(xué)是材料力學(xué)課程教學(xué)中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。
目前，現(xiàn)實中的流體力學(xué)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(jìn)行；
• 實驗設(shè)備外形較大，實驗室難以擺放足夠數(shù)量的設(shè)備，無法滿足學(xué)生獨立進(jìn)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(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)實驗的教學(xué)任務(wù)越來越重。同時，流體力學(xué)實驗器材較大，實驗室場地有限，都嚴(yán)重制約了流體力學(xué)實驗的質(zhì)量和效果。
該軟件是針對大學(xué)?？啤⒈究啤读黧w力學(xué)》實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗，系統(tǒng)模擬實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境，提供網(wǎng)上實驗教學(xué)過程管理功能，包括：典型實驗庫的維護(hù)、實驗安排、提交實驗報告、實驗批改、成績統(tǒng)計、實驗答疑等功能模塊?？蓾M足高等學(xué)校和各類培訓(xùn)機構(gòu)實驗教學(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)可開展如下7個常用流體力學(xué)虛擬實驗的訓(xùn)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(diào)用Ansys仿真分析計算，仿真結(jié)果準(zhǔn)確，效果逼真：
在三維實驗窗口中，用戶打開設(shè)備開關(guān)或擰動閥門，都會立即看到對應(yīng)實驗現(xiàn)象的發(fā)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(shè)備，互動操作簡單快捷。與此同時，用戶提交轉(zhuǎn)速、管徑比等實驗數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會自動調(diào)用Ansys仿真軟件，精確計算出水頭高度、云圖等實驗結(jié)果，并實時在實驗窗口中予以顯示。由于該系統(tǒng)借助專業(yè)軟件Ansys進(jìn)行仿真計算，具有實驗結(jié)果準(zhǔn)確的特點，對實際實驗亦具有的指導(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、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導(dǎo)、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結(jié)果、查詢實驗成績和批語。
教師：典型實驗庫維護(hù)、發(fā)布實驗、安排實驗、批改實驗報告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計并發(fā)布學(xué)生的實驗成績和批語。
教務(wù)管理員：課程計劃、開課計劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。
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)：
支持同時在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測試，系統(tǒng)運行穩(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：MySQL
客戶端運行環(huán)境：
操作系統(tǒng)： All Windows系列
