基于opengl的风量平衡调试三维仿真系统的设计与实现

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于OpenGL的风量平衡调试三维仿真系统的设计与实现论文作者：陈花专业类别/领域：软件工程指导教师：严海蓉论文提交日期:2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP311学号：S201425076密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于OpenGL的风量平衡调试三维仿真系统的设计与实现英文题目：THREE-DIMENSI

2、ONALAIRFLOWBALANCEDEBUGGINGSIMULATIONSYSTEMBASEDONOPENGL论文作者：陈花专业类别/领域：软件工程研究方向：人机交互申请学位：工程硕士专业学位指导教师：严海蓉副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材

3、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：陈花日期：2017年5月20日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：陈花日期：2017年5月20日导师签名：严海蓉日期：2017年5月20日北京工业大学工程硕士专业学位论文摘要各大高校的学生在专业课程的学习过程中都需要做大

4、量的实验，现有的用于实验教学的方法通常是在实验室中操作真实的实验设备，这种方法存在着不方便、不经济、危险性大等缺点，改善当前这种状况是一个非常重要的课题。目前，虚拟仿真技术正在飞速发展，已经被广泛应用于军事和国民经济的各个领域，并且应用于高校的交互式实验教学系统[1]设计的也非常多，但还尚未被应用于暖通专业（为学生开设风量平衡调试的实验课程）的科研领域。因此，本课题的主要目的是给学习者提供一种三维的、仿真的并且具有实时交互的操作，使他们仅仅通过一台电脑就可以很方便地完成风量平衡调试的实验，很轻松地学习并掌握风量平衡调

5、试技术的原理和方法。本文以基于OpenGL的风量平衡调试三维仿真系统项目为背景，首先针对此系统中用到的关键技术进行了详细地研究，包括在实现实验设备的三维可视化过程中用到的三维模型建模方法和OpenGL读取显示外部模型的方法，在实现空调机组动画的三维可视化过程中用到的三维动画制作技术，在实现用户与三维模型的交互过程中用到的三维交互技术以及在提高三维模型的真实感过程中用到的一些算法；然后对风量平衡调试三维仿真系统进行了详细的需求分析，阐述了系统的详细功能需求，并在需求分析的基础上，完成了系统四个功能模块的设计，其中这四个

6、功能模块分别为交互式查看三维实验设备（此处的实验设备指做实验用到的空调系统）模块，实验数据实时仿真模块，查看三维空调机组（空调系统的核心结构）动画模块以及界面菜单交互控制模块；最后编写程序实现了风量平衡调试三维仿真系统所有功能模块的功能，并对开发完的风量平衡调试三维仿真系统进行了各项功能测试，验证了系统的质量符合实际要求。将该风量平衡调试三维仿真系统投入到暖通专业学生的实验后，学生掌握风量平衡调试实验原理的效率有了很大的提高，空调系统的投资和运行维护成本也比原来节省了很多。关键词：风量平衡调试；三维仿真；交互可视化；

7、OpenGLIAbstractAbstractAlargenumberofexperimentswererequiredforspecializedcoursesofeachstudentinvariousuniversitiesofinstitutions.Currently,thoseexperimentsareoperatedinlaboratorieswithrealexistedexperimentalequipment.However,thismethodrenderdisadvantagesinsafe

8、tyconcern,economicconcernandconvenienceconcern.Hence,howtoimprovethissituationhassignificantmeaningforeducation.Upuntilnow,VirtualReality(VR)isdevelopinginanincreasedspeed,V