地下水動力學是水文水資源專業的一門核心專業基礎課程,是研究地下水在多孔介質中運動規律的科學,是進行地下水流和汙染物運移研究的專業基礎。為了彌補本科實驗教學資源和環境的不足,本項目通過虛擬仿真實驗,提高學生對“剖麵二維穩定滲流實驗”和“裘布依型潛水穩定流井流實驗”的操作步驟、實驗數據觀測和結果分析討論的進一步理解和知識點的牢牢掌握,培養學生善於思考、靈活應用有關公式解決實際工程問題的能力。
地下水動力學是水文水資源專業的一門核心專業基礎課程,是研究地下水在多孔介質中運動規律的科學,是進行地下水流和汙染物運移研究的專業基礎。為了彌補本科實驗教學資源和環境的不足,本項目通過虛擬仿真實驗,提高學生對“剖麵二維穩定滲流實驗”和“裘布依型潛水穩定流井流實驗”的操作步驟、實驗數據觀測和結果分析討論的進一步理解和知識點的牢牢掌握,培養學生善於思考、靈活應用有關公式解決實際工程問題的能力。
地下水動力學虛擬仿真實驗平台主要功能:
(1)仿真實訓介紹
(2)虛擬仿真實驗
(1)仿真實訓介紹:地下水動力學虛擬仿真實驗介紹。主要分為兩種實驗進行介紹,剖麵二維穩定流介紹和裘布依型潛水穩定流井流介紹,每項實驗分別介紹:場景漫遊、認識儀器、模擬實驗、重新開始等。
1.剖麵二維穩定流介紹
首先進入“剖麵二維穩定流介紹”,虛擬仿真實驗功能:場景漫遊、認識儀器、模擬實驗、重新開始。
虛擬仿真實驗: 剖麵二維穩定滲流實驗:實驗目的:(1)地表有降雨入滲補給條件下的潛水二維穩定流的滲流現象及特征,演示潛水麵、分水嶺以及剖麵流網。(2)輸入兩河水位好h和h2以及兩河間距L,入滲強度W、含水層的滲透係數K,仿真計算分水嶺a的位置及其水位高度hmax、兩側河流的流量q1和q2。(3)輸入兩河水位h1和h2以及兩河間距L,改變地表降雨量和入滲係數(即入滲強度W),在一定的滲透係數K條件下,仿真演示分水嶺的移動規律。(4)類似(3),輸入河水位h2、兩河間距L、入滲強度W、滲透係數K,仿真演示不同河水位h1的分水嶺移動規律。
操作提示:
鼠標右鍵可以旋轉模型
鼠標滾輪滑動可放大縮小鏡頭
鼠標滾輪點擊不放可以移動操作鏡頭
①場景漫遊
操作者運用VR外置硬件設備或者鼠標及鍵盤,在剖麵二維穩定流虛擬仿真實驗場景內進行場景漫遊。漫遊方式如同在現實實驗室內自由走動一致,比較具有沉浸感、互動感。
②認識儀器
用戶操作鼠標點擊實驗設備,滑過設備某處,該處則會出現高亮,並題十該處設備名稱和在左上角顯示儀器介紹說明,提示用戶該部分儀器名稱。讓用戶快速認識剖麵二維穩定流實驗設備。虛擬仿真實驗平台內,實驗設備儀器同現實實驗設備一致,均以1:1的形式,還原在仿真實驗平台內。
③模擬實驗
剖麵二維穩定流模擬實驗:模擬實驗為剖麵二維穩定流實驗全過程(視頻)演示教學。用戶在此版塊認識並學習該項實驗。
④重新開始
重新開始前幾項功能的認識學習。
2.裘布依型潛水穩定流井流介紹
點擊進入裘布依型潛水穩定流井流虛擬仿真實驗室,界麵經過加載,進入仿真實驗室,該實驗室主要功能包含:場景漫遊、認識儀器、模擬實驗、重新開始等。
該實驗操作辦法同剖麵二維穩定流虛擬仿真實驗平台操作辦法一致。
(二)虛擬仿真實驗
虛擬仿真實驗室,學員們進行操作實驗:剖麵二維穩定流實驗、裘布依型潛水穩定流井流實驗。
1.剖麵二維穩定流虛擬仿真實驗
設置“實驗參數設定”,選擇要要求的參數,如測壓水頭、滲透係數、入滲強度,選擇要求的參數,進行變量、定量,進行下一步實驗。
實驗參數設定:選擇其中一項所要求的參數
如:測壓水頭,點擊確定,進行參數變量、定量設置。
重新設置左河水位、右河水位、降雨入滲補給量、含水量滲透係數、麵積、河間距、含水層寬度等數據。
設置好參數變量和定量後,點擊確定,進入實驗階段
右上角現實數據信息:
界麵開始產生變化:
查看實驗繪製流線(虛擬仿真平台內流線為動態演示)
查看實驗數據記錄表:
2.裘布依型潛水穩定流井流虛擬仿真
設置“實驗參數設定”,選擇要要求的參數,如井流量、滲透係數,選擇要求的參數,進行變量、定量,進行下一步實驗。
實驗參數設定:選擇其中一項所要求的參數
如:井流量,點擊確定,進行參數變量、定量設置。
重新設置補給邊界水位、抽水井水位、滲透係數、井內降深、抽水井半徑、補給半徑、扇形圓心角等數據。
設置好參數變量和定量後,點擊確定,進入實驗階段
右上角現實數據信息:
界麵開始產生變化:
查看實驗繪製流線(虛擬仿真平台內流線為動態演示)
查看實驗數據記錄表:
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