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《大连理工大学》 2010年
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三维多功能动态GC虚拟实验室新构建模式的研究

马薇  
【摘要】: 虚拟现实技术是近年来发展最快的信息技术之一,它与多媒体技术、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。随着计算机技术的发展,虚拟现实技术应用于众多的学科和领域,在科学研究、教育培训方面,开发虚拟仪器(VⅥ)和虚拟实验室(VL)是其应用的一个重要方向。目前,采用二维图形图像技术开发虚拟仪器和虚拟实验室已经拥有众多的案例,其开发模式和实现技术相对成熟,但已经不能满足用户对仿真软件沉浸感和交互性的需求,从而全三维、高交互、网络化虚拟仪器和虚拟实验室的成为研究的热点。 作为对三维虚拟仪器和虚拟实验室构建模式和技术方面的探索,本课题选择气相色谱作为研究对象。研究涉及由虚拟人物引导、完整模拟仪器操作与数据处理,并能实现仪器故障诊断与维护功能的三维多功能动态气相色谱虚拟实验室,具有重要的研究价值及广阔的应用前景。 本文首先详细讨论了采用虚拟现实技术构建虚拟实验室系统的各种技术解决方案,包括系统的构架模式、实现方法和技术路线,综合比较后提出了一种基于Virtoo1s技术的三维多功能动态虚拟实验室的新构建模式,分析了该模式的结构框架、功能模块,研究了实现的关键技术。文中通过对气相色谱虚拟实验室进行总体设计,明确了该实验室构建的核心模块和所要实现的主要功能,确定色谱分离过程中参数之间数学关系模型的建立、三维场景中色谱流出曲线的动态绘制及多种功能的交互设计是实现过程中的难点。本文依据色谱理论建立了载气流速、分离温度、注射量与保留时间等参数之间的数学关系模型作为该虚拟实验室构建的基础,并通过程序编写及优化实现了虚拟仪器分离条件改变下的色谱流出曲线的动态绘制及虚拟实验设计、实验条件优化、色谱仪故障诊断与维修、实时跟踪评价等多种功能。 本课题所构建的气相色谱虚拟实验室具有沉浸感强,功能完善、交互操作灵活等特点,并且采用开放式结构,对实验内容和色谱仪配置可以进行补充和升级。同时也为其它分析仪器虚拟实验室的构建做出了理论与实践的有益探索。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.9

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曾令菊;基于Virtools的三维虚拟实验的研究与实现[D];华中师范大学;2011年
2 刘文朝;船用汽轮机虚拟现实仿真系统的研究[D];大连海事大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 朱朝晖;虚拟教育环境中的合成人物及其情绪研究[D];浙江大学;2005年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈业成;;虚拟现实技术在军事博物馆的应用[A];创意科技助力数字博物馆[C];2011年
2 周明全;税午阳;;京津冀区域文化遗产资源库协同建设关键技术与示范工程研究[A];2011京津冀区域协作论坛论文集[C];2011年
3 吴伟斌;洪添胜;肖磊;代芬;张立俊;冯瑞珏;黄涵;;基于三维运动跟踪仪的虚拟植物实时绘图软件设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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7 法洋;许旭;雷晓玲;;高效液相色谱紫外检测器需要信噪比指标[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
8 伯英;侯倩慧;余季金;代文彬;;离子色谱法测定崂山绿茶中无机阴离子[A];第11届全国离子色谱学术报告会论文集[C];2006年
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10 许镇;陆新征;任爱珠;;基于数值分析与物理引擎的建筑垮塌全过程视景模拟[A];计算机技术在工程设计中的应用——第十六届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩静华;森林公园虚拟漫游装置关键技术研究[D];北京林业大学;2011年
2 闫海峰;液压支架虚拟监控关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
3 张一飞;基于可拓学方法的城市规划研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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6 陆瑾;温度诱导双水相金属螯合亲和分配技术的研究[D];浙江大学;2004年
7 叶绿;虚拟教育环境中虚拟人(角色)技术的研究与应用[D];浙江大学;2005年
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9 胡小安;虚拟技术若干哲学问题研究[D];武汉大学;2006年
10 范少春;分布式并行实验系统及其关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张竑;数字媒体时代的三维动画变革研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 兰岚;未成年人虚拟行为异化研究[D];广西师范学院;2010年
3 荣宪伟;立体图像序列编码的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 缪儒欢;基于XNA的虚拟装配技术研究[D];大连理工大学;2010年
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9 陈嵩;虚拟现实厨房设备选购服务平台设计与实现[D];电子科技大学;2010年
10 陈素梅;湄洲岛妈祖祖庙景区虚拟旅游景点系统的研究与实现[D];电子科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪何;程刚;孙丰瑞;;某型船用汽轮机本体模块化建模和仿真[J];船舶工程;2007年03期
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8 余海燕;杨永强;汪伟;;基于模块化方法的核动力汽轮机建模[J];舰船科学技术;2011年07期
9 彭巧梅;彭双根;陈玉德;;基于Virtools的碰撞检测技术的研究与应用[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2007年03期
10 王精业;杨学会;;仿真科学与技术的发展及其理论体系[J];计算机仿真;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 唐胜利;热动力系统仿真环境的研究与开发[D];重庆大学;2004年
2 田兆斐;核动力装置二回路蒸汽系统仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 甘辉兵;LNG船推进系统建模与仿真研究[D];大连海事大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李永帅;基于Virtools的中学物理虚拟实验室的构建方法研究[D];山东建筑大学;2011年
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10 杜德君;船用锅炉与汽轮机动态仿真及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 朱柱;基于Unity3D的虚拟实验系统设计与应用研究[D];华中师范大学;2012年
2 赵玉英;基于虚拟情境的教学资源的开发与实践[D];河北师范大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 泥宗涛;VR技术中三维立体汉字、体绘制算法及碰撞检测的研究[D];华南理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代玉仁;用VRML建造虚拟燕大校园及实现运动实体仿真的应用研究[D];燕山大学;2000年
2 施东庆;基于VRML技术的虚拟实验研究及实现[D];浙江大学;2002年
3 胡志凌;网络实验教学研究[D];华中师范大学;2002年
4 瞿炜娜;基于虚拟现实技术的虚拟实验室的研究与实现[D];大庆石油学院;2003年
5 孟国军;基于VRML的虚拟实验室框架的研究[D];电子科技大学;2003年
6 葛云芳;运动编辑及其在虚拟环境中的应用[D];浙江大学;2004年
7 刘萍先;控制系统网络虚拟实验室研究、设计与实现[D];浙江工业大学;2004年
8 王维敏;Web3D技术探索及几种Web3D技术的比较选择[D];武汉大学;2004年
9 朱朝晖;虚拟教育环境中的合成人物及其情绪研究[D];浙江大学;2005年
10 何建;关于Web3D在学科教学中的应用研究[D];四川师范大学;2005年
【相似文献】
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5 申彦春;周浩淼;姚明林;;虚拟仪器在实验教学中的应用[J];仪器仪表与分析监测;2008年02期
6 徐艳;;虚拟仪器在实验教学中的应用与研究[J];科技资讯;2008年18期
7 郑丹;;网上虚拟实验教学模式的研究与探讨[J];高校实验室工作研究;2008年03期
8 杨军;;基于校园网构建虚拟实验室[J];四川理工学院学报(自然科学版);2008年05期
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10 王建芬;徐芳;肖海英;马宁;李媛;;药物分析虚拟实验教学探讨[J];中国中医药现代远程教育;2011年02期
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4 林远芳;李拓宇;郑晓东;刘旭;刘向东;;光学虚拟实验室中典型光路调试的仿真实现[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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7 赵积春;苏福根;冉建平;;实验室建设与实践教学的改革与实践[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(上册)[C];2010年
8 王勇;朱莹;贾永兴;;虚拟ARM实验室建设[A];中国电子教育学会高教分会2011年论文集[C];2011年
9 林尧林;张国强;何彦;;基于网络环境的暖通虚拟实验室的研究[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集[C];2002年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 刘庆忠 李芬;湖北探讨构建气象能源虚拟实验室[N];中国气象报;2010年
2 实习记者 何孟洁 张倩 通讯员 何桢;WMO/CGMS虚拟实验室管理组会议召开[N];中国气象报;2010年
3 王新文 本报特约记者 肖鑫;信息素质评估进课堂[N];解放军报;2009年
4 江苏 季长秋;体验微软虚拟试验室[N];电脑报;2005年
5 记者 马定科;广州中医药大学 推进产学研工作[N];中国中医药报;2010年
6 本报记者 郭涛;荣之联:让生物云落地[N];中国计算机报;2011年
7 ;下一代互联网新在哪里?[N];光明日报;2005年
8 王新文 肖鑫;第二军医大学探索信息化教学新模式[N];科技日报;2008年
9 《网络世界》记者 蒙克;思科学习实验室提供虚拟培训[N];网络世界;2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 范少春;分布式并行实验系统及其关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
2 廖启亮;先进滑模控制策略在非线性控制系统中的研究与应用[D];华南理工大学;2005年
3 代素梅;基于网络的流体力学实验室关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
4 朱敏;虚拟实验与教学应用研究[D];华东师范大学;2006年
5 徐浩;虚拟组织中融合信任管理的自动信任协商关键技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2008年
6 胡敬朋;基于H_∞鲁棒控制理论的EPS控制策略研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
7 魏领会;数控机床可用性耦合建模及影响度分析[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李永帅;基于Virtools的中学物理虚拟实验室的构建方法研究[D];山东建筑大学;2011年
2 马薇;三维多功能动态GC虚拟实验室新构建模式的研究[D];大连理工大学;2010年
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4 林丛丛;多功能动态三维GC-MS虚拟实验室的构建与研究[D];大连理工大学;2011年
5 陈辉;虚拟实验室协同性度量的研究[D];武汉大学;2004年
6 王旭军;初中物理CAI虚拟光学实验室的设计和实现[D];四川师范大学;2010年
7 凌亮;基于NS2的计算机网络虚拟实验室的设计与实现[D];中南大学;2004年
8 陆炜妮;基于CORBA技术的虚拟实验室平台的架构设计与实现[D];中南大学;2004年
9 王磊;基于LabVIEW的虚拟实验室与传感器虚拟仪器的设计及实现[D];太原理工大学;2010年
10 李勇;基于插桩技术的可视化操作系统虚拟实验室研究与实现[D];中南大学;2010年
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