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《大连理工大学》 2010年
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三维交互虚拟精馏实验室的构建技术研究

康译友  
【摘要】: 随着计算机技术的发展,虚拟现实技术与其它学科的联系日趋紧密,其中将虚拟现实技术应用在实验模式研究方面一直是研究热点。虚拟实验系统是一种集成各种开发工具和技术的信息化、网络化的虚拟环境,具有良好的应用前景和发展潜力,而且虚拟实验的研究探索内容也顺应着虚拟现实技术发展的方向。随着虚拟现实技术的迅速发展和对复杂仿真研究的逐渐深入,流程式仿真系统和二维平面式虚拟实验系统已经不能满足用户对仿真软件沉浸感和交互性的追求,从而具有强烈沉浸感的三维高交互式虚拟实验室成为研究的热点。 本课题主要研究多元体系虚拟精馏实验系统的设计与开发,通过对板式塔精馏实验室和填料塔精馏实验室的构建,实现了对精馏分离实验过程的三维情景化交互仿真模拟。提出了一种基于Virtools技术的、以虚拟人物为引导的,全场景、开放式、三维沉浸交互式精馏虚拟实验系统的构建方法。完成了对功能模块、实现的关键技术以及三维沉浸感提升方法的研究与设计,并且依据精馏分离理论建立了分离预测数学模型,实现了通过由Aspen所获得的间接实验数据对数学模型中常量参数的拟合,从而构建了以分离预测数学模型为基础的虚拟实验系统。通过编写及优化程序实现了三维场景下虚拟装置的实时交互操作对数学模型中可变参数的调节,模拟计算了不同分离条件下沿塔气液组成和温度分布。该虚拟精馏实验系统具有物系选择、多参数调节、监控评价和色谱检测等功能,完整地模拟了精馏分离和馏出液检测全过程。 本课题所构建的虚拟精馏实验系统具有沉浸感强、功能完善、交互操作逼真等特点,并且采用开放式结构,对实验内容和实验物系可以进行补充和升级。对分析比较不同的分离过程、设计和优化操作方案、研究先进的控制策略等,具有一定的现实意义。另外其出色的性价比在弥补实验教学的不足方面有独特的优越性,使此软件成为理论与实际相联系的桥梁和纽带。此虚拟实验系统对虚拟实验室的构建模式、实现方法与技术的研究做出了有益的探索。
【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4条
1 顾容;苏豫全;孙国良;;计算机硬件组装虚拟实验系统的研究与实现[J];计算机应用与软件;2012年04期
2 刘艳超;;浅谈虚拟实验室的分类及特点[J];数字技术与应用;2012年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘艳超;基于中职的计算机组装虚拟实验室的设计与开发研究[D];沈阳师范大学;2011年
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3 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
【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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【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 赵晓东;姚彦杰;;三联式变频柱塞泵的常见故障分析[A];经济策论(下)[C];2011年
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5 臧文刚;;数字地图技术在炮兵测地保障中的应用[A];华东地区第十次测绘学术交流大会论文集[C];2007年
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8 舒帆;;港口物流信息平台共享架构及其可视化挖掘[A];上海海事大学“上海石化杯”优秀论文集[C];2005年
9 陈二雷;;加速碰撞检测算法的研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
10 臧文刚;;数字地图技术在炮兵测地保障中的应用[A];江苏省测绘学会2007'学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖毅;体育赛事背景广告曝光参数虚拟预测研究[D];上海体育学院;2010年
2 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 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
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6 王念东;集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
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10 王国权;车辆平顺性虚拟试验技术的研究[D];中国农业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武炜;煤矿井下火灾事故人员逃生可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
3 段化鹏;虚拟现实中物理引擎关键技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩明锋;;浅谈中职学生的特点及教育策略[J];成才之路;2008年32期
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7 韩晓玲;;虚拟现实技术发展趋向浅析[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘艳超;基于中职的计算机组装虚拟实验室的设计与开发研究[D];沈阳师范大学;2011年
2 李磊磊;基于Quest 3D虚拟装配技术的研究[D];兰州理工大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马骏,朱衡君;基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟[J];北京交通大学学报;2005年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄海明;基于空间多点信息采集的虚拟现实人景合成关键技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
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2 罗杰;面向建筑的虚拟漫游系统研究与实现[D];大庆石油学院;2002年
3 宫文飞;虚拟现实技术在产品设计中的应用[D];大连理工大学;2003年
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5 王蕊;仪器分析教学课件设计制作[D];青岛大学;2003年
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7 马学强;虚拟现实的关键技术研究与实现[D];山东科技大学;2003年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 李伟光;付晓男;;虚拟现实技术在现代医学中的应用研究[J];电脑知识与技术;2009年12期
10 袁海波;刘厚泉;潘志庚;刘剑锋;;虚拟博物馆中基于场景语义的三维交互[J];微计算机信息;2009年27期
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1 张贺;侯紫峰;;3D交互方式综述[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
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3 张俊军;卢磊;王国忠;曾勤;吴宜灿;FDS团队;;TRIPOLI计算模型的三维交互式可视化实现及其应用[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
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6 朱良峰;;三维地质模型的可视化分析技术研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
7 廖祝华;刘晓平;;EAST装配仿真的三维交互和用户界面设计[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
8 唐丽玉;陈崇成;王钦敏;缪海岚;;基于IDL的地质体真三维重构与可视化研究——以福州市地热田热储结构为例[A];全国地图学与GIS学术会议论文集[C];2004年
9 陈树铭;王满春;刘慧杰;张民山;;工程地质三维数字化及计算机三维实现[A];土木工程与高新技术——中国土木工程学会第十届年会论文集[C];2002年
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3 本报记者 宦建新通讯员 单泠 周炜;“新世界”在这里诞生[N];科技日报;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张翔宇;三维交互界面的叙事性研究[D];北京邮电大学;2012年
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