基于VR的换热器实验台架仿真研究开题报告

全文总字数：6536字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的

换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装备中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的 30%~50%。换热器的日常使用中，随着使用年数的增加，换热器难免出现如换热器内部堵塞结垢以及泄露破损等需要人力、财力进行维护修理。实体换热器实验室还存在如实验设备被人为破坏、实验室断水、断电、季节温度变化、实验员误操作等破坏实验设备或影响实验精确度的问题。目前在实验教学改革进程中，教育部正大力推进的国家虚拟仿真实验教学项目。利用虚拟平台做虚拟交互实验，可以降低对实体实验室的依赖，从而解决许多因现实条件、资源不均衡等导致的实验教学问题。

本文将利用虚拟现实技术，在pc端和vr头显设备上通过情境创设，使教师、学习者和参与者投入到可感知的逼真的学习环境中，还原出换热器综合实验的实验流程，流程包括：实验目的认知、实验装置认知、实验步骤认知、实际操作步骤模拟、实验数据的采集和显示。让学生们能够在vr仿真平台上完成实验实操中的，实验场景漫游、拨钮和阀门启闭、温度和压力仪表显示、实验数据采集和记录等实验具体内容，以此拓展学生实践领域、丰富实验内容。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究的基本内容

（1）软件技术学习：换热器台架建模软件：3ds max、虚拟现实开发引擎：unity 3d、c#脚本编程软件：visual studio、gui交互菜单开发：matlab、实验台架和场景呈现与测试：steam vr；

3. 研究计划与安排

（1）1-3周完成文献阅读报告和开题报告；

（2）4-5周完成软件学习；

（3）6-7周完成实验台架三维建模；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]宋福元,张国磊,马修真,孙宝芝,谭晓京.热工实验课程建设研究与探索[j].教育教学论坛,2017(16):121-122.

[2]r. whalley,k.m. ebrahimi.heat exchanger dynamic analysis[j]. applied mathematical modelling,2018,62.

[3]武娟,刘晓军,庞涛,钱锋,陈学亮.虚拟现实现状综述和关键技术研究[j].广东通信技术,2016,36(08):40-46.