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人机工程设计中的虚拟仿真技术研究进展

机械设计 2024年第8期41卷 23-29页

作者：郭佳佳张芳燕刘国闯孙学涛张磊天津理工大学艺术学院天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心

为研究人机工程设计中虚拟仿真技术在制造业多领域中的应用，列举了多种人机工程仿真工具内置人体数据库种类，并根据人体模型特征将人机工程仿真工具进行分类；归纳并分析了不同类型的人机工程仿真工具及其工效评价方法与应用领域；重... 详细信息

为研究人机工程设计中虚拟仿真技术在制造业多领域中的应用，列举了多种人机工程仿真工具内置人体数据库种类，并根据人体模型特征将人机工程仿真工具进行分类；归纳并分析了不同类型的人机工程仿真工具及其工效评价方法与应用领域；重点研究了基于肌肉骨骼模型驱动、基于几何模型驱动及基于真人驱动的人机工程仿真工具工作流程、功能、应用及进展；指出未来人机工程虚拟仿真技术的发展方向和趋势。

关键词：人机工程虚拟仿真仿真工具虚拟现实综述

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构建实验室安全教育体系提高应急处置能力

实验室科学 2024年第3期27卷 189-193页

作者：李攀彭珊孙月娜李晗李佳怡张淼贾光吕运开河北大学化学与材料科学学院河北大学化学国家级实验教学示范中心河北保定071002

分析总结了当前高校实验室安全应急管理方面存在的问题,结合河北大学安全管理经验,通过创新安全教育载体、建立“2+6+N”安全检查机制、多方位普及MSDS、定期开展应急处置演练以及设计实验室安全事故应急虚拟仿真实训系统(包括在线阅读... 详细信息

分析总结了当前高校实验室安全应急管理方面存在的问题,结合河北大学安全管理经验,通过创新安全教育载体、建立“2+6+N”安全检查机制、多方位普及MSDS、定期开展应急处置演练以及设计实验室安全事故应急虚拟仿真实训系统(包括在线阅读、视频观看、虚拟场景演练、案例分析、在线考试等)的方式,建立科学化、规范化实验室安全教育体系以期提高学生应急处置能力。调查问卷显示,该安全教育体系可有效提高学生应急处置能力。

关键词：实验室安全教育应急处置应急演练虚拟仿真

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新农科背景下农业认知实践课程改革与探索

智慧农业导刊 2024年第16期4卷 122-125页

作者：路丹韩世健彭好文韦燕燕叶进杨娟广西大学农学院植物科学国家级实验教学示范中心南宁530004 广西大学计算机与电子信息学院南宁53000

随着乡村振兴和现代农业的推进,农业人才培养需求发生重大变革。该文探索适应于新农科背景下农业认知实践课程的教学大纲,采用授课、参观、调研和参加论坛等授课形式,配合一年的农事技术操作;建设“互联网+”智能农业创新平台和虚拟仿... 详细信息

随着乡村振兴和现代农业的推进,农业人才培养需求发生重大变革。该文探索适应于新农科背景下农业认知实践课程的教学大纲,采用授课、参观、调研和参加论坛等授课形式,配合一年的农事技术操作;建设“互联网+”智能农业创新平台和虚拟仿真实验资源;与企业合作,引入现代农业技术线上课程资源,适应现代农业新形势和新技术;融入课程思政,培养学生学农爱农知农的兴趣。课程改革不仅展现现代农业和智慧农业的应用价值,更能让学生实践先进的轻简高效栽培技术,深刻领悟农业研究的意义,激发学生的大国“三农”情怀,培养更多知农爱农型人才。

关键词：新农科农业认知实践课程改革课程思政教学大纲

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桥渡设计虚拟仿真教学平台建设方案研究

高教学刊 2024年第27期10卷 84-87页

作者：陈启刚卢文良文永奎北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学土木工程国家级实验教学示范中心北京100044

桥渡设计是典型的交叉型学科,内容丰富、实践性强,适合采用虚拟仿真技术辅助开展教学。通过详细梳理课程教学内容、重难点和适宜教学方法,并基于文献分析开展学科发展趋势调研,结合平台服务于教学、科研和工程的目标需求,设计虚拟仿真... 详细信息

桥渡设计是典型的交叉型学科,内容丰富、实践性强,适合采用虚拟仿真技术辅助开展教学。通过详细梳理课程教学内容、重难点和适宜教学方法,并基于文献分析开展学科发展趋势调研,结合平台服务于教学、科研和工程的目标需求,设计虚拟仿真教学平台架构。进一步根据学科特色,总结虚拟仿真场景应达到的主要效果,并对平台中拟开设的三个仿真实验的内容、目标和逻辑体系进行详细设计。

关键词：桥渡设计虚拟仿真教学平台实践教学交叉学科

XL-MIMO系统中随机Kaczmarz算法的仿真与实现

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山西大同大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 15-19页

作者：黄欢姜军张钧鑫西藏大学信息科学技术学院西藏拉萨850000 西藏大学信息技术国家级实验教学示范中心西藏拉萨850000

超大规模多输入多输出(Extra-Large Scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)是未来的第六代移动通信(The 6th Generation Mobile Communication Technology,6G)关键技术之一,但是由于XL-MIMO系统采用了超大规模天线阵列,其信号处理需求非常庞大,增加了计算复杂度。这对信号的检测算法有了更高的要求,由此对XL-MIMO系统中低复杂度算法进行研究是十分重要的。首先介绍了XL-MIMO系统信道模型,然后引入了预编码技术,将随机Kaczmarz算法和传统的MMSE算法在完美非平稳信道的归一化传输功率的误码率情况、用户数量复杂度情况、天线数量复杂度情况进行了仿真分析与比较。结果表明随机Kaczmarz算法具有更低的计算复杂度,并且是一种可以准确实现的快速算法。

关键词：超大规模多输入多输出空间非平稳性 6G 随机Kaczmarz算法 MMSE算法

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以本为本多角度探索化学实验金课建设的实践

实验室科学 2024年第2期27卷 154-159页

作者：庞秀言闰明涛任淑霞杜建龙张金超河北大学化学与材料科学学院河北保定071002 河北大学化学国家级实验教学示范中心河北保定071002

课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。为了建设高质量实验“金课”,河北大学化学国家级实验教学示范中心遵循“立德树人”的根本宗旨,贯彻“以本为本”的育人理念,重点从虚拟仿真实验国家级“金课”建设、实验课程... 详细信息

课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。为了建设高质量实验“金课”,河北大学化学国家级实验教学示范中心遵循“立德树人”的根本宗旨,贯彻“以本为本”的育人理念,重点从虚拟仿真实验国家级“金课”建设、实验课程虚拟实验室“金课”建设、科研成果转化为精品实验项目“金课”建设、第二课堂“金课”建设、“翻转课堂”实验“金课”建设、“思政”实验“金课”建设六个方面开展了研究与实践。近三年的教学实践证明,实验“金课”在“立德树人”、科研与实践能力以及创新精神培养中发挥了重要作用。

关键词：化学实验教学理念金课建设教学改革

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基于雷诺平均法的典型结构风荷载特性研究

力学研究 2024年第2期13卷 63-73页

作者：吴耀鹏李峙解国良西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安西安建筑科技大学国家级土木工程实验教学示范中心陕西西安

基于FLUENT软件平台,对典型结构的风荷载分布特性进行CFD数值研究。以国家大剧院为例,基于雷诺平均法中定常的RNG k-ε湍流模型,对建筑物在不同风向角下的风压分布进行数值模拟研究。并探讨周围建筑物对风场的影响,特别是人民大会堂的... 详细信息

基于FLUENT软件平台,对典型结构的风荷载分布特性进行CFD数值研究。以国家大剧院为例,基于雷诺平均法中定常的RNG k-ε湍流模型,对建筑物在不同风向角下的风压分布进行数值模拟研究。并探讨周围建筑物对风场的影响,特别是人民大会堂的影响。研究结果表明:国家大剧院在不同的风向角下表现出不同的风压系数变化情况,迎风面产生正压,侧风面和顶面为负压,背风面风压系数较小;在0˚风向角时,大剧院表面的风压系数达到极值,且周围建筑对风压分布具有重要影响;由于人民大会堂的狭道效应和阻挡效应,大剧院表面风压呈非对称分布。数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合,可满足工程要求。本研究可为此类典型结构的抗风设计提供依据和参考,具有重要应用价值。

关键词：雷诺平均法湍流模型风压系数国家大剧院

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雷达非均匀扫描成像距离补偿优化方法

无线电工程 2024年

作者：蔡志明袁煜盛倪沁玮周宇杰林成焱邬亮福建理工大学电子电气与物理学院电子信息与电气技术国家级实验教学示范中心福建理工大学

旨在探索毫米波雷达在非均匀扫描成像应用中的优化方法，特别是通过在传统成像算法上引入距离补偿来提高成像质量，以解决徒手扫描，无人机探测成像等曲线成像情景问题，该方法分析非均匀扫描下的数据分布特点，通过数学模型对扫描数据... 详细信息

旨在探索毫米波雷达在非均匀扫描成像应用中的优化方法，特别是通过在传统成像算法上引入距离补偿来提高成像质量，以解决徒手扫描，无人机探测成像等曲线成像情景问题，该方法分析非均匀扫描下的数据分布特点，通过数学模型对扫描数据计算收发天线阵列与其对应的虚拟阵列到参考点的距离差，以实现对非均匀扫描数据的有效校正。为验证所提方法，使用快速后向投影算法(Fast Back-Projection Algorithm， FBPA)和结合非均匀快速傅里叶变换的距离徙动算法(Nonuniform Fast Fourier Transform-Based Range Migration Algorithm， NUFFT-RMA)进行仿真和实验。研究结果说明提出的距离补偿方法可以有效降低成像时受到的伪影影响并提高成像精度，为毫米波雷达非均匀扫描成像提供了一种有效的优化途径。

关键词：非均匀扫描距离补偿雷达成像数据校正

基于改进Bi-RRT算法的机器鱼路径规划方法

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山东大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 74-82页

作者：黄健堃薛钢刘延俊王雨李厚池白发刚山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心山东济南250061 山东大学海洋研究院山东青岛266237

为提高机器鱼的水下路径规划效率,更好地完成水下工作,提出一种基于改进双向快速搜索随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的机器鱼路径规划方法。以研制的混合驱动机器鱼为研究对象,介绍其结构模型和运动... 详细信息

为提高机器鱼的水下路径规划效率,更好地完成水下工作,提出一种基于改进双向快速搜索随机树(bidirectional rapidly-exploring random trees,Bi-RRT)算法的机器鱼路径规划方法。以研制的混合驱动机器鱼为研究对象,介绍其结构模型和运动控制模式,为后续试验验证提供物理样机。针对Bi-RRT算法存在的采样随机、路径冗余、效率不高等问题,融合生长引导机制和连接强化机制改进Bi-RRT算法,加入生长引导机制,改善随机树生长随机、两树连接慢的问题;加入连接强化机制提高算法搜索速度。对搜索路径进行优化处理,通过剔除冗余节点、插入优化节点,改善路径质量,对路径进行平滑处理,使路径更适合机器鱼航行,实现机器鱼路径规划任务。仿真结果表明,与传统Bi-RRT算法及其他衍生快速搜索随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法相比,改进的Bi-RRT算法相较于改进前节点数减少约50.8%,路径长度缩短约19%,搜索时间减少约65.3%。

关键词：机器鱼 Bi-RRT算法路径规划节点简化路径平滑