实验项目名称：

定常流动动量定律虚拟仿真实验

项目介绍：

课程性质及背景：本项目通过软件完成定常流动状态下不同工作介质（水、汽油、柴油）的动量定律验证实验。实验分为实验准备和实验操作两个部分。实验准备部分主要向学生展示实验目的、实验原理、实验仪器、操作过程、注意事项以及动量定理的实际工程应用案例。

课程特点及必要性：1、可模拟真实实验场景；2、整合虚拟现实技术与网络教学平台，打破时间、地域限制。

项目目的：

实验目的和实验原理主要目的是帮助同学回顾相关的理论知识，通过三维动画向学生展示动量定律实验仪的基本原理和组成，介绍各组成部分的基本功能，学生可以通过3D动画从不同角度来观察各组成部件，实验教学的一个基本目的是联通理论和工程实际，通过简单的汽车清洗实例动画，展现动量定律在射流冲击方面的基本应用。

面向理论课程：

工程流体力学A，工程流体力学B，流体力学，水力学与桥涵水文

面向专业：

机械设计制造及其自动化、车辆工程

仪器硬件设备及软件环境：

虚拟现实软件平台

实验项目功能及效果：

实验内容或任务：

动量定律实验操作部分，学生以担当操作员的角色，实验仪器的操作过程与真实操作过程相同，学生可以通过软件中的控制面板，选择实验所需的工作介质（水、汽油等）、选择不同管径的喷嘴，将两者进行组合，完成实验台的搭建，启动数字水泵，通过调节数字手阀来改变系统的通过流量，通过虚拟数显表观测并记录相应的射流冲击力

实验效果：

本实验提供虚拟动量定律仪的结构和操作过程，借助虚拟3D动画，从不同角度向学生展示动量定律仪的内部结构，使学生了解和掌握动量定律仪的基本原理、结构组成和操作过程，通过虚拟实验克服了真实实验中使用汽油等易燃品所带来的潜在安全隐患，通过虚拟喷嘴的选择和连接，克服了真实实验中频繁拆卸造成的仪器过度损坏、制造及维护成本高等弊端。

图1 定常流动动量定律虚拟仿真实验图  图2 定常流动动量定律虚拟仿真实验操作图