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能源动力类虚拟仿真实验实训平台建设-虚拟仿真课程资源开发

发布时间:2023-06-13

编辑人:灵图互动

阅读量:152

能源动力类虚拟仿真实验实训平台综合利用虚拟现实技术、多媒体技术、数据库和网络通讯等技术手段,构建1:1高度逼真的虚拟仿真实验环境,充分发挥虚拟仿真实验在实验场地、实验消耗和实验安全等方面的优势,有效解决能源动力类专业在实验教学实践中,普遍存在“三多三少一缺乏”的问题。

能源动力类虚拟仿真实训实训平台建设基于能源动力类专业实验教学特点与船舶动力学科科研特色,以“教学科研相融合、虚拟现实相结合”为指导思想,构建了包含内燃机结构、内燃机性能虚拟仿真实验实训系统、燃气轮机结构、燃气轮机性能虚拟仿真实验实训系统、增压锅炉结构、增压锅炉性能虚拟仿真实验实训系统、联合动力装置虚拟仿真实验实训系统等20余个专业综合类的虚拟仿真实验项目。

能源动力类虚拟仿真实训实训平台建设内容

1. 内燃机性能虚拟仿真实验实训系统

内燃机性能仿真实验思想系统面向能源动力类专业本科生,可以开设11项柴油机专业的虚拟仿真实验实训系统。实验项目包括增压匹配、进排气正时、示功图、负荷特性、油耗测量、指示指标测量仿真实验等TBD234V12柴油机实验项目;同时还可以开设5个4102柴油机的实验项目,包括:进排气正时虚拟仿真实验、示功图虚拟仿真实验、负荷特性虚拟仿真实验、油耗测量虚拟仿真实验、指示指标测量虚拟仿真实验。

2. 内燃机结构虚拟仿真实验实训系统

内燃机结构虚拟仿真实验实训系统利用虚拟仿真技术,构建4l05柴油机的三维模型,具备网上远程柴油机虚拟拆卸和虚拟装配实验功能。该实验系统面向柴油机结构、柴油机设计等专业课程。

3. 燃气轮机性能虚拟仿真实验实训系统

燃气轮机性能虚拟仿真实验实训系统面向能源与动力专业的本科生,开设燃气轮机方向的6个实验项目,包括分轴燃机稳态变丁况、三轴燃机稳态变工况、分轴燃机动态变工况、三轴燃机动态变工况性能试验、单轴发电燃气轮机启动过程虚拟仿真实验、船舶燃气轮机装置性能自主设计虚拟仿真实验等实验项目。

燃气轮机性能虚拟仿真实验实训系统包括仿真机和物理实体两部分:燃气轮机装置做仿真机,推进系统用物理实体。系统在发挥虚拟仿真实验优势的同时,又可以让学生获得接近实际系统的操作感受。

燃气轮机性能虚拟仿真实验实训系统

4. 增压锅炉结构虚拟仿真实验实训系统

增压锅炉结构虚拟仿真实验实训系统面向能源与动力工程专业本科生开设4门实验课程,包括锅炉本体装配、锅炉启动运行、充气系统启动、蒸汽推进系统运行等多个实验项目。

增压锅炉结构虚拟仿真实验实训系统按照学校船舶动力技术实验教学中心的小型增压锅炉蒸汽动力实验系统参数开发。建模过程按照实际系统尺寸建立三维模型,综合利用多种仿真技术手段,对锅炉工作原理、锅炉结构与部件制造、蒸汽系统构成、蒸汽系统运行操作等内容进行了全方位的讲解。虚拟仿真系统构建与真实实验室高度相似的虚拟仿真实验环境,学生能够在虚拟仿真实验过程中,获得与实际系统接近的实验感受。

5. 增压锅炉性能虚拟仿真实验实训系统

增压锅炉性能虚拟仿真实验实训系统是按照实际增压锅炉实验装置的结构和性能参数构建的数字化实验系统,其实验过程与实际物理实验过程基本相同。通过虚拟仿真实验项目操作,能加强学生对增压锅炉动力装置整体性能的认识,有利于学生对增压锅炉动力系统的运行、调控有更深层次的理解和掌握。

该虚拟仿真实验实训系统可进行增压锅炉装置稳态负荷、变负荷实验操作、不同运行边界条件下增压锅炉运行性能测试、增压锅炉供蓄热器周期性负荷演示实验等虚拟仿真实验项目。

6. 联合动力装置虚拟仿真实验实训系统

联合动力装置虚拟仿真实验实训系统是由数字化燃机轮机、数字化柴油机、数字化发电机和监控系统组成的虚拟仿真实验实训系统。

该系统对应船舶动力装置、燃气轮机装置原理、燃气轮机电站等专业课程,可以开设柴、燃联合发电实验、船舶联合动力装置并车控制实验、船舶联合动力输特性实验、联合动力故障模拟与诊断实验等实验项目。利用该系统还可开展多种联合动力装置运行特性、联合动力装置控制策略等实验项目。

联合动力装置虚拟仿真实验实训系统

能源动力类虚拟仿真实验实训平台建设基于科研成果,将虚拟仿真与物理实验相结合,推进了科研特色和优势转化为实验教学资源,加强了优质实验教学资源的开放共享。

补充阅读:“三多三少一缺乏”指的是基础课实验项目多,专业课实验项目少;验证性实验项目多,综合性实验项目少;实验环节学生看得多,做得少;部分实验因操作风险大被取消,系统性训练缺乏

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