虚拟仿真实验教学中心特色与创新

发布时间:2016-05-19浏览次数:

  力学与工程虚拟仿真实验教学中心从2000年开始起步建设,以“立足自身、需求驱动、研究转化、师生共建、服务社会”为指导思想,逐步建立起了满足学生综合素质和创新精神培养、彰显湘大学科特色优势、满足服务社会需求、可持续发展的虚拟仿真实验教学体系。

  虚拟仿真实验教学采用扁平化模式,按教学计划分配到各个课程中,还专门设立了创新实训课程,以满足教学需求;人才培养的核心理念是以力学为基础,拓展到材料、结构、安全,再拓展到信息化;教学体系主要由力学基础问题与仿真、新材料力学性能测试与仿真、新型结构设计与性能测试、工程结构与施工过程安全评估、工程结构信息化模型等五大模块组成。

  (1)力学基础问题与仿真模块,主要由教师指导学生自主开发的理论力学虚拟仿真实验软件、材料力学交互式学习软件、现场实验录像、动画等软件资源;以及基础力学实验室、振动力学实验室、流体力学实验室、高性能计算中心、虚拟仿真实验室等硬件组成。与基础课程紧密结合,可满足理论力学、分析力学、振动力学、材料力学、工程力学、流体力学等基础课程的虚拟实验教学和实训要求。

  (2)新材料力学性能测试与仿真模块,主要利用纳米性能测试实验室、土工实验室、疲劳实验室、数值仿真实验室拥有的AFM、MTS、三轴试验机、流变仪、高性能计算平台等一系列高端试验设备和仿真软件,针对纳米聚合物、高性能橡胶、块体非晶、碳材料、岩土、再生混凝土等的常规力学性能、流变性能、变形与破坏性能等进行测试与虚拟仿真。与材料科学基础、土力学、实验力学、土木工程材料等紧密关联,大大拓展学生对于材料及其力学行为的认知。

  (3)新型结构设计与性能测试模块,主要由结构实验室、结构模型实验室、流固耦合实验室、数值仿真实验室等拥有的设备和软件对土木工程中的新型组合结构、非公路电动轮重型矿车等新型实体结构进行现场测试;对飞行汽车、深海采矿系统等新型结构的各类小比例模型进行测试,对全系统进行数值仿真。与计算机辅助设计、结构力学、混凝土结构、钢结构、机械设计基础、工程结构分析、固体计算力学、有限元分析等课程紧密融合。拓展了学生结构设计、计算分析、数值仿真等综合能力的培养。

  (4)工程结构与施工过程安全评估模块,主要由测量实验室、数字矿山实验室、三维测绘实验室、岩土与地下工程实验室、结构实验室、桥梁与隧道工程实验室、数值仿真实验室等拥有的设备和软件,对隧道施工过程、地基沉降、桩基、桥梁结构、组合结构、重型矿车等工程和结构的安全性进行检测与数值仿真。与结构施工、桥梁施工、隧道施工、桥梁健康监测、3D测绘等紧密相关。培养学生对工程中的实际问题的认知。

  (5)工程结构信息化模型模块,主要包括BIM和其它工程结构的信息化,由BIM实验室、数值仿真实验室等拥有的激光三维成像系统、3D打印机、高性能计算平台、图形工作站等设备和软件,对工程结构和项目实施信息化处理,包括设计、分析、数据统计、整体评估等功能。与工程项目管理、工程概预算、施工技术、计算机辅助设计等课程紧密融合,重点培养学生信息化处理能力和水平。

  为促进信息化建设,拓展信息共享的效率和范围,学院还进行了教学和科研的数据库建设,目前数据信息量达到了20T,为全院师生服务,效果日益显现。学生通过这样紧密融合的完整的实训体系的培养,对工程问题的认知更清晰和准确,提高了综合素质,拓展了创新能力。