在环境工程、水务工程领域,水处理实验技术不可缺少。水处理机理的研究、现有工艺设备的改进、新工艺及新设备的研究、工程设计、运行管理、教学培训等方面都离不开水处理实验。 在教学方面,水处理实验能培养学习者的实际操作能力,掌握水处理实验的原理方法,加深对环境工程、水务工程专业理论知识的理解。当实验条件暂时难以满足要求时,只能通过其他途径尝试达到与做实验等同的效果。应用MATLAB可视化仿真水处理实验的想法即是在此背景下产生的。 本文首先阐述了水处理实验的目的、意义以及目前教学领域中水处理实验方面存在的不足,综述了国内外在水处理实验方面的研究现状。 然后首次提出了应用MATLAB中SIMULINK工具箱和虚拟现实技术对水处理实验进行可视化仿真的思想,对SIMULINK与VRML联合建立的三维模型进行了理论分析,对应用SIMULINK工具箱与VRML语言创建水处理实验的三维动态模型来仿真水处理实验现象和过程的方法进行了研究。 最后,对混凝实验、自由沉淀实验、絮凝沉淀实验、成层沉淀实验、压缩沉淀实验、滤料筛分实验、过滤及反冲洗实验进行了模拟开发。并利用MATLAB中的图形用户界面GUI,把实验的各个部分集成到一个界面上,通过回调函数完成文件的调用,使界面快捷明了,便于学习使用,学生可在计算机上反复做实验,以加深对水处理工程的相关公式及原理的理解。 本文研制的水处理实验仿真软件主要用于实验教学,它的应用将会极大地缓解实验中经费、场地及其他实验条件不能满足教学要求的压力。