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为服务于基础工程本科生虚拟仿真教学,本文运用面向对象技术设计并研发了一套辅助本科生完成基础选型和设计的教学仿真系统——建筑基础智能选型3D教学仿真系统。本系统具有基础智能选型、基础设计训练、三维仿真展示和生成报告等功能,学生通过软件操作和案例分析可提高自身的知识运用能力和实践动手能力。 教学仿真系统的实现融合了专家系统、决策支持系统和三维仿真技术。本文在深入研究相关理论的基础上,将上述技术统一集成到WPF用户界面框架下,实现了教学仿真系统的开发。主要工作和结论如下: (1)对系统的组织结构进行合理设计,通过结合专家系统的定性推理和决策支持系统的定性分析辅助用户进行决策。 (2)将基础选型和基础埋深确定的相关知识总结并编码在系统知识库中,运用专家系统开发工具CLIPS实现了建筑基础的智能选型和埋深确定。 (3)运用面向对象语言C#构建了地基与基础设计模型库,参照相关规范编码实现了柱下独立基础设计、柱下条形基础设计和桩基础设计功能。 (4)在3D Studio Max和Expression Blend的协助下,运用WPF自带的统一图形化技术实现了建筑基础设计的三维可视化。 (5)基于知识推理机制和二阶振荡粒子群算法开发出一套桩基优化设计程序,将该程序嵌入到教学仿真系统中,在兼顾计算精度和计算效率的前提下实现桩基础的优化设计,通过算例分析验证了优化算法的合理性。 建筑基础智能选型3D教学仿真系统有助于解决目前高校普遍存在的理论与实际脱节问题,为大连理工大学土木工程虚拟仿真教学平台的建设提供了可靠的技术支持。