水動(dòng)力學(xué)三維虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
適用專業(yè)：力學(xué)、材料、土木、水利水電與給排水等專業(yè)。
水動(dòng)力學(xué)是水利水電工程專業(yè)、造船工程專業(yè)的主干課程，它是一門應(yīng)用科學(xué)，所研究的課題皆來自生產(chǎn)實(shí)踐，與工程技術(shù)密切相關(guān)，其主要研究水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其與邊界的相互作用，同時(shí)它也是治河工程、灌溉排水工程、水力發(fā)電、航道及港口工程等學(xué)科的理論基礎(chǔ)之一。目前，現(xiàn)實(shí)中的水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在以下局限性：
1.硬件依存性較強(qiáng)，只能在特定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；
2.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，無法滿足學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的需求；
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，操作不當(dāng)極易造成設(shè)備損壞；
隨著招生規(guī)模的逐年擴(kuò)大，教學(xué)改革的不斷深入，水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)越來越重，儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量相對(duì)不足等問題愈加突出。為了以最少的經(jīng)費(fèi)投入解決以上問題，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，特定制開發(fā)開放式網(wǎng)上水動(dòng)力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件。
使用現(xiàn)有器材模型，課程可開展如下4個(gè)常用材料力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練：
• 水動(dòng)力學(xué)口門實(shí)驗(yàn)
• 水動(dòng)力學(xué)淺化實(shí)驗(yàn)
• 水動(dòng)力學(xué)圓形淺灘實(shí)驗(yàn)
• 水動(dòng)力學(xué)折射實(shí)驗(yàn)
（1）水動(dòng)力學(xué)口門實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)口門開度大小，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化。
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圖1 調(diào)節(jié)口門大小
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圖2 注水
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圖3 觀察現(xiàn)象
（2）水動(dòng)力學(xué)淺化實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)坡度大小，觀察到水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
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圖4 調(diào)節(jié)坡度大小
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圖5 觀察現(xiàn)象
（3）水動(dòng)力學(xué)圓形淺灘實(shí)驗(yàn)通過隨機(jī)改變圓形淺灘的直徑和高度，觀察水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
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圖6 調(diào)節(jié)淺談半徑和淺灘高度
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圖7 觀察現(xiàn)象
（4）水動(dòng)力學(xué)折射實(shí)驗(yàn)通過改變?nèi)肷浣嵌群推露却笮?，觀察水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的變化
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圖8 調(diào)節(jié)入射角度
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圖9 觀察現(xiàn)象
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。
教師：典型實(shí)驗(yàn)庫維護(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。
教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開課計(jì)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(shí)在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，完全能滿足日常教學(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：MySQL
客戶端運(yùn)行環(huán)境
操作系統(tǒng)： All Windows系列
相關(guān)信息：
研制單位：北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
通訊地址：北京市海淀區(qū)北三環(huán)中路44號(hào)院文教產(chǎn)業(yè)園1號(hào)樓 郵政編碼：100876
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