1、 基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书1第一章 系统概述1.1 系统介绍“基于虚拟现实的管道供水仿真系统”是基于客户服务器模式,其中服务器提供 VRML 文件及支持资源客户通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台上的 VRML 浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界。因为浏览器是本地平台提供的，从而实现了和硬件平台的无关性。VRML 象 HTML 一样，是一种 ASCII码描述语言，它是一套告诉浏览器如何创建一个三维世界并在其中航行的指令，这些指令由再现器解释执行，再现器是一个内置于浏览器中或外部的程序。由于 VRML 是一个三维造型和渲染的图形描述性语言，复杂的 3D 术语转换为动态虚拟
2、世界是高速的硬件和浏览器，又由于其交互性强和跨平台性，使虚拟现实在 Internet 上有着广泛的应用，例如远程教育、商业宣传等等。为此本公司研发出“基于 VRML 的虚拟模型软件”,从用户的角度来说，基本上是 HTML 加上第三维，但从开发者角度来说， VRML 环境的产生提供了一套完全的新标准，新过程以及新的 Web 技术。交叉平台和浏览器的兼容性是首先要解决的问题。设计之前，必须明确指定目标平台（PC、 Mac、SGI 的新 O2 等等） ， CPU 速度、可以运行的带宽以及最适合使用的 VRML 浏览器。1.2 系统功能概述1.建模“基于虚拟现实的管道供水仿真系统”的建造概念和其他工程
3、建模概念相似，必须解决交流的问题，画出草图并研究材质的处理，生成模型、空间、化身，但必须考虑一些技术的限制，如，考虑到目标平台，决定在 VRML 文件中放入多少多边图形；预先考虑到基于虚拟现实的管道供水仿真系统执行的动作，把相应的目标归类，用于设定三维物体之间的相互联系，建模与动画相互配合，如果归类正确合适，就会缩小生成动画效果之后文件的体积。虚拟现实的设计中必须考虑加入重力和碰撞的效果，以使虚拟现实的场景和生活中的相似。基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书2建模者需要生成代理几何模块（一系列的调用指令） ，其作用在于是浏览器在虚拟现实场景中只需监测一个很小的子目标，而无须计算虚拟场景中所
4、有目标的重力和碰撞效果，最大限度的减少浏览器的工作量，并改善 VRML 的演示效果。 VRML 文件对自由曲面描述方式一直是基于 polygon，文件中描述了曲面上各个点在场景中的位置，故而文件中产生了大量的数字，致使文件体积庞大， NURBS 是一种在 3D 模型空间中，用曲线和曲面表示物体轮廓和形状的方法，简化了对复杂曲面的描述， “基于虚拟现实的管道供水仿真系统”的扩展标准里已经加入了 NURBS 的描述语句，使得三维模型文件变得很小，另外， VRML文件格式支持 Zip 压缩，也使模型文件体积进一步缩小，减少对网络带宽的要求，却不影响浏览效果。2.生成行为并设定功能“基于虚拟现实的管道
5、供水仿真系统”的交互性很强，用户可以通过化身（用户在虚拟空间的代表）与其他的用户化身“面对面”交流和沟通，真正实现 WWW 上的多人环境，而它的实现需要编制复杂的行为。VRML 制作的内容应当能在所有的浏览器上运行。一种方法是使用动画，动画可以使 VRML 世界更加逼真，许多制作程序都需要用大量的时间检测节点来驱动动画，但同时也占用大量的 CPU 工作时间，减少时间检测节点的数量并在其不执行实时工作时关闭是提高 VRML 文件运行性能的通用方法。另一种方法是通过语言编制复杂的行为， “基于虚拟现实的管道供水仿真系统”互动性很强，除了包括内部的属性，更支持 Java、 ECMAScript（Ja
6、vaScript） 、 VRMLScript，甚至 CGI 等的接口，以便建立真 3D 虚拟社区。3.其他功能特点：(1) 文件管理功能(2) 文件编辑功能(3) 具有预览功能(4) 方便快捷的材质编辑功能(5) 方便下载 VRML 资源基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书31.3 技术环境1. 硬件环境 CPU：P4 3.0 G 以上； 内存：1GB 以上； 硬盘：硬盘 80G；2. 软件环境 数据库： Oracle 10g XE。 应用服务器：Tomcat 5.5 应用服务器软件。 JDK 版本：JDK1.4 操作系统： Windows XP IE 浏览器为 6.0 以上基于虚拟现实的
7、管道供水仿真系统使用说明书4第二章 系统功能说明2.1 登录界面如下图 2-1 所示，双击“基于虚拟现实的管道供水仿真系统”的快捷方式，启动程序。图 2-1 快捷方式进入登录窗体，如下图 2-2 所示。图 2-2 登录窗口输入相关的用户，及密码和验证码后，点击确定按钮，即可进入系统主界面。其中用户为用户姓名 全拼，初始密码为六个一，建议用户登录后修改自己的密码。进入虚拟模型软件主界面。如图 2-3 所示。2.2 系统功能介绍输入正确的用户名和密码之后，并单击“开始”-“高级仿真”命令，出现状况如下图 2-3 所示的仿真界面。基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书5图 2-3 基于虚拟现实的管
8、道供水仿真系统主界面右击仿真导航器的 DACHILUNmodel1.prt，选择“新建仿真” ，如下图 2-4 所示，单击确定，出现下图 2-5 所示；再单击确定。图 2-4 新建模型基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书6图 2-5 创建解算方案将齿轮设为显示部件，单击“材料属性” ，选材如图 2-6 所示：图 2-7 指派材料界面单击“3D 四面体网格”对齿轮进行网格划分，如下图；单击确定后，即可显示网格。如图 2-8 所示。基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书7图 2-8 3D 四面体网格右击仿真导航器的 DACHILUNmodel1_fem1.fem，选择“显示仿真-DACHIL
9、UNmodel1_sim1.sim”，如图 2-9 所示。图 2-9 显示仿真模型右击“Constraints” ，选择“固定约束” ，步骤如图 2-10 所示： 基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书8图 2-10 固定约束右击“loads”,选择“力” ，输入数据，并选择受力的齿面，如图；单击“确定”后，如图 2-11 所示： 图 2-11 矢量校准基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书9图 2-12 求解界面单击“解算” ，如图，并确定，知道出现如下图：并关闭上面 3 个图框。如图2-13 所示。图 2-13 解算界面选择“后处理导航器”中的“位移-节点的” 、 “旋转-节点的” 、 “应力-基本的” 、 “应力-单元节点”分别出现下图（从上到下） ，完成齿轮的有限元分析。如图 2-14 所示。基于虚拟现实的管道供水仿真系统使用说明书10图 2-14 模型处理有限元分析图 2-15 模型处理有限元分析
