职教本科背景下基于虚拟仿真实验平台的计算机网络课程教学重构

本文针对职业本科教育培育具有较高理论素养的创造型技术技能人才的需求和传统计算机网络技术课程的教学无法满足人才培养要求之间的矛盾,提出要以虚拟仿真实验平台为主要教学载体,采用虚实结合的线上+线下混合式教学模式,对计算机网络技术课程的教学内容进行重构设计,并以“代理HTTPS流量分析”实验为例,介绍了该虚拟仿真实验平台的应用方法。实践表明,使用虚拟仿真实验平台进行教学,能够激发学生的学习兴趣,提升教学质量。

钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程仿真计算

以钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程为对象,基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束和指标约束等原理,构建钨矿配矿、磨矿、碱分解、脱磷、离子交换、除钼和蒸发结晶的热力学模型,进而根据各工序物料的迁移传递关系,应用MetCal软件平台,开发钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程仿真计算系统,并采用典型工况下的实际值对模型计算的可靠性进行实例验证。研究结果表明:碱分解浓料中WO_(3)和P质量分数计算值与实际值的相对误差分别为-5.755%和-12.195%,钨渣中WO3、P、Fe、Mn和Ca质量分数的相对误差分别为-2.026%、-5.439%、-14.819%、-14.971%和11.826%;脱磷后液中WO3和P质量分数的相对误差分别为5.513%和-7.692%,脱磷渣中WO_(3)、P和Ca质量分数的相对误差分别为-5.834%、3.337%和7.113%;除钼后液中WO3和Mo质量分数的相对误差分别为-1.627%和-9.375%,除钼渣中WO_(3)、Mo、S和Cu质量分数的相对误差分别为2.547%、-8.827%、8.686%和9.692%。

基于Fluent的树型槽非接触式机械密封的仿真计算

为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非接触式机械密封的三维流场进行了数值研究,计算求得了密封面压力场分布及泄漏量。改变几何参数及操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力及泄漏量,并分析了相关参数对树型槽非接触式机械密封的影响,给出了相关几何参数的最优选择区间。

基于FLUENT的钻井泵阀隙流场仿真计算

针对钻井泵阀冲蚀磨损严重的特点,利用FLUENT软件对钻井泵阀隙内流场分布进行了仿真计算,得到阀隙流场在某一时刻泥浆流速的分布规律。结合钻井泵阀的失效机理,通过对计算结果中泥浆流速的分析表明,阀盘两底角处速度最大,是该处密封圈容易被撕裂造成泄漏的主要原因;当锥阀下底面直径一定时,锥阀阀盘锥角的增加可以改善泵阀密封圈与泥浆的磨损状态。该结论与实际相吻合,对泵阀的优化设计及延长泵阀使用寿命有重要的指导意义。

基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真

Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD软件.针对动态旋流器流场的复杂多变性,以Total型动态旋流分离器为例,在Gambit软件中简化并建立了物理模型,通过fluent软件对其速度场进行计算机模拟仿真,得出了柱坐标系统下,切向速度、轴向速度和径向速度三个速度分量云图,通过研究发现,基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真可以有效地解决复杂流动问题,为动态旋流器工艺设计和性能优化提供可靠的依据,且节省开发费用,缩短设计周期.

气体射流冲击噪声的工程计算与仿真

气体射流冲击广泛存在于工业领域之中,气体射流冲击噪声不仅污染环境,还对身心健康产生影响。针对气体射流冲击噪声缺乏工程计算依据的问题,文章对气体射流冲击进行声压能分析,结合气体射流冲击噪声产生机理,对气体射流冲击噪声进行公式化推导,形成工程计算公式。在典型气速下,通过有限元仿真验证计算公式的有效性,结果可为气体射流冲击噪声仿真、工程应用提供依据。

计算机仿真技术在工程陶瓷加工技术中的应用

工程陶瓷作为一种高性能的材料,具有优异的力学、热学和化学性能,广泛应用于航空航天、汽车、生物医学等领域。然而,由于其脆性大、易开裂等特性,加工难度较大,因此需要借助计算机仿真技术对陶瓷加工过程进行模拟和优化。计算机仿真技术的引入,可提高产品质量和生产效率,降低生产成本和废品率。因此本文对工程陶瓷加工中计算机仿真技术的相关应用展开了探讨分析,以供参考。

单层动力驱动双轨双层交叉带分拣机功率计算及仿真

为应对包裹量的暴增局面,瞬时处理能力强的单层动力驱动双轨双层交叉带分拣机日受青睐。该类分拣机上下层结构复杂,运动部件众多,使用工况多变,其功率设计是设计人员首先遇到一个难题。为此,通过理论计算、建模仿真的功率分析方法来解决。首先,采用逐点计算法计算分拣机在直线段和圆弧段运行阻力,推导出驱动功率理论计算公式。其次,在基于Adams搭建的单层动力驱动双轨双层交叉带分拣机动力学模型和基于Simulink搭建的感应直线电机速度控制模型的基础上,进行Adams-Simulink联合动力学仿真,获得分拣机电机驱动力和驱动功率的仿真数据。最后,通过现场实验功率测试,与理论计算和仿真结果进行对比。结果显示,空载分拣机在常用的2.5m/s和2m/s两种分拣速度下,经过理论计算、仿真模拟以及现场实验测试获得功率数据基本相符。上述结果有效地证明了,理论计算公式和所建立的Adams-Simulink联合动力学仿真模型的正确性。功率计算公式方便了设计人员适应场地灵活安排设计方案进行电机选型;Adams-Simulink联合动力学仿真模型为设计人员后续有效实施关键零部件强度校核与优化创造了条件。

VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用

计算机虚拟仿真系统是当代多个专业教育教学工作中的重点,若能将VR技术应用其中,则可构建起更加真实的虚拟仿真实验环境,以提升教学效果,发挥VR技术的应用价值。文中分析了VR技术在计算机虚拟仿真系统设计中的应用,旨在优化计算机虚拟仿真系统的设计工作,提升相关专业的教学效果,以供参考。

云计算与自动化运维课程群的虚拟仿真实验教学研究

探索基于课程群的虚拟仿真实验建设,从系统和全局的角度对课程群内的核心课程的实验教学内容进行优化及整合,着重课程间的实验内容衔接与协作,通过对课程群的实验教学组织及教学实施,建立面向课程群的递进式虚拟仿真实验教学平台,为新工科背景下的云计算与自动化运维课程群的实验教学改革提供一种较好的解决方案。

军事舰艇计算机生成兵力仿真系统的结构设计

虚拟环境训练和测试可以实现对真实海洋战场环境的模拟,并有效减少对真实舰艇、人员和装备的需求。本文对军事舰艇计算机生成兵力仿真系统进行研究,分析了系统需求,设计的系统结构包括实体行为模型和人工智能模型,对系统中的关键技术进行研究和设计,包括实体模型设计、舰艇兵力生成及模拟、人工智能决策实现等。实体行为模型和人工智能模型不断融合和交互,结合神经网络算法和模糊逻辑控制器,实现对海洋复杂战场环境以及敌对行为的模拟。

铁路长大隧道横向贯通精度预计仿真计算软件设计

目前隧道横向贯通精度预计方法仅考虑方向、距离观测误差的影响,而忽视平面控制测量过程中其他多源观测误差以及测量网形等因素的影响,其结果往往与实测结果偏差较大。为了准确高效地预计长大隧道横向贯通精度,首先全面分析洞内外控制测量与进洞联系测量中测角误差、测距误差、方位角误差与对中误差等对横向贯通误差预计结果的影响,再基于影响因素的分析结果,分别进行软件的需求分析、结构设计、功能设计与业务流程设计,利用计算机模拟仿真方法设计一套顾及多源观测误差影响的横向贯通精度预计仿真计算软件。经工程验证,该软件可获得综合影响下的横向贯通误差预计结果,并可应用于隧道平面控制测量方案的设计及优化。

面向小学计算思维培养的虚拟仿真实验概念框架教学活动设计

计算思维是义务教育阶段信息科技课程要重点培养的学科核心素养之一。文章首先运用文献研究法梳理国内外权威部门和专家学者对中小学计算思维概念综述,提出面向小学计算思维培养的“十要素”概念框架;其次阐述mPython虚拟仿真实验环境下培养小学计算思维,学生可以在没有实体硬件的情况下,在其网络学习平台不受时空限制编写和测试程序,观察程序的运行效果,开展解决现实世界真实问题的创意实验,从而激发他们对编程和计算思维的兴趣,有助于培养他们的计算思维和实践创新能力;最后设计“电子钢琴”虚拟仿真实验概念框架教学活动作为个案研究。研究结果表明,应用面向小学计算思维培养的“十要素”概念框架开展虚拟仿真实验,有助于学生在成功解决某个真实问题之后,有意识地将原有“十要素”概念框架的计算解决方案经过有针对性的改进而推广于新的问题解决领域,从而培养学生举一反三的高阶思维能力。这对于培养我国未来的科技人才,推动科技创新发展具有重要意义。

基于大数据的计算机网络课程虚拟仿真实验教学平台建设研究

在大数据及云计算技术、人工智能技术不断发展的环境下,计算机网络作为高校计算机专业课的重要课程之一,也必须适应新时代综合素质人才的培养需求,创新现有的课程教学知识体系和教学演示与实践方式,为不同计算机网络实验提供虚拟化仿真教育的支持。为了确保计算机网络课程的虚拟化仿真实验教学质量,本研究以浏览器/服务器(B/S)网络结构、ASP.NET脚本语言、VMware vSphere虚拟控制程序、SQL Server数据库以及虚拟仿真平台等大数据技术为基础,构建了一套用于计算机网络课程教学的虚拟仿真实验平台,以满足教师进行计算机网络实训教学和学生参与课程实验实践的需求。

融合虚拟仿真技术的高职计算机应用技术实训教学模式研究

近年来,随着高职院校计算机应用技术专业教学改革的日益深入,计算机应用技术实训课程越来越受到高职院校的重视。在实训教学中,由于硬件设备的限制和客观条件的限制,在一定程度上影响了高职院校计算机应用技术实训教学的质量。虚拟仿真技术的应用能够突破硬件设备的限制,使得实训教学变得更加灵活和方便,提升实训教学效果。因此,本文提出了融合虚拟仿真技术的高职计算机应用技术实训教学模式。

基于Fluent的静压支承油膜仿真计算研究

以静压支承结构为研究对象,利用Fluent工具对整个静压支承结构进行了数值仿真,验证了静压支承油膜的形成。仿真分析的结果表明,初始尺寸的静压支承结构压力油膜能够形成,油腔部分压力场基本稳定,油膜部分压力场逐渐减小;油膜部分流速较大,固定阻尼部分流速变化较大;初始油腔的厚度值较大,会在油腔内部形成涡流;最后根据分析结果对结构尺寸作了局部优化。

航天器原子氧通量仿真软件AOFS的验证计算

仿真计算是获得航天器表面原子氧(AO)撞击通量分布情况的重要手段之一。文章首先介绍自主研发的适用于复杂构型航天器AO通量仿真计算的AOFS软件的基本特性;然后利用无遮挡、有遮挡以及多次反射等AO与航天器相互作用的典型测试算例对该软件性能进行验证,并与自由分子流理论解和SYSTEMA软件的计算结果进行对比分析。研究发现:对于无遮挡和有遮挡算例,采用反向射线追踪方法的SYSTEMA软件比AOFS软件具有更好的算法稳定性;而对于多次反射算例,AOFS软件结果和SYSTEMA软件结果差别较大。以上结果可为后续复杂构型航天器AO通量计算软件的研制及验证提供参考依据。

面向国产超算平台的通用能源管网仿真计算模型

为实现城市能源管网仿真软件的自主可控,基于国产异构高性能计算机“嵩山”超级计算平台,提出一种通用的城市能源管网仿真计算模型。通过优化管网中“非管”组件模型,提高了计算模型对国产异构并行计算机系统的适配性;将不同管网组件的计算过程进行封装,弱化了网络组件在仿真计算过程的依赖性,提升模型在工程实现上的可并行性。供水、燃气和热力三种场景的并行仿真实验,证明了计算模型在解决城市能源供给网络的仿真计算上具有一定的普适性;通过管网实测数据与仿真模型中模拟数据对比结果表明仿真管网压力的误差率在4%以下,其温度的误差率低于2%,同时也说明了提出的管网仿真计算模型在国产超算平台上具有良好的计算通用性。

基于Fluent流体传热仿真的毛细管风道设计优化

针对毛细管冷却风道内分离段毛细管柱轴向散热不均匀问题,设计一种变截面送风道。利用Fluent仿真软件对风道设计过程进行建模和数值模拟,优化改进风道冲击角、出入口形状与风道长度尺寸等参数,并通过对风道出风口风速与风道内柱面温度的实测验证设计的可靠性。结果表明:毛细管冷却风道经优化后,出风口的风速更加均匀,柱面轴向温差减小,温度均匀性得到改善。仿真结果较好地拟合了实验结果,4个出风口的风速在10.38~10.67m·s^(-1),柱面温差缩小至±1℃以内。优化后的毛细管冷却风道设计对提升分离段冷却效率具有指导意义。

基于改进SBR的舰船SAR成像快速仿真计算方法

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪射线管中心射线并搜索叶节点空间周围潜在相交面元,在有效提升相交检测速度的同时避免遗漏相交面元;二是射线管三角剖分快速分裂算法,将射线管和相交面元投影至射线管虚拟孔径面,利用Delaunay三角剖分算法自适应地将射线管快速分裂成连续的子射线管.对典型舰船目标进行RCS(Radar Cross Section)计算及SAR成像仿真实验,结果表明,在保证计算精度的前提下,本文方法计算效率比Kd树(K-dimension tree)加速SBR方法提升14倍以上,比经典自适应射线管分裂SBR方法提升3倍以上,计算效率显著提高.