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专利号: 2021111106885
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 教育;密码术;显示;广告;印鉴
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种台风虚拟仿真实验教学系统,其特征在于,包括教学模块,所述教学模块包括:多个功能模块和多个功能按钮;

其中一个模块,模块一,包括台风的三维构造、台风基本特征、台风范围、不同等级划分标准以及相关知识拓展;

其中一个模块,台风形成原理模块,包括台风形成的至少七个条件,其中七个条件为:(1)经过太阳照射,海面形成很强的积雨云;(2)积雨云中热空气上升,周围相对较冷空气团补充进来,再次遇热上升;(3)上方空气热,下方空气冷,上方热空气里的水汽蒸发扩大了云带;(4)不断扩大的云团受地转偏向力的影响,形成热带气旋;(5)热带气旋中心的空气逐渐稀薄,空气压力逐渐减小,周围空气涌句热带低压;(6)热带气旋中心最大风力升高,气压进一步降低;(7)热带低压提升到热带风暴,形成台风或超强台风;

其中一个模块,运动因子模块,包含对地转偏向力、总压力、内力、扰动加速度进行介绍内容;

其中一个模块,致灾影响模块,存储有台风的危害性进行介绍的视频文字;

其中一个功能按钮,剖切模型按钮,点击后可对三维模型进行测量、注释;

其中一个功能按钮,知识拓展按钮,点击后对刚刚台风模型中的知识点进行拓展延展,使学生了解台风结构、外围螺旋云带、涡旋区、眼区及一些历史事件;

其中一个功能按钮,上方感叹号,点击后可查看远处台风的具体样貌,通过三维动画展现台风的整体形状与运动状态。

2.一种台风虚拟仿真实验教学方法,其特征在于,包括:步骤1:实验采用教学模式、考核模式两种,分别适用于同学的反复学习及课后测试;

步骤2:教学模式下分为6个模块,首先进入模块一,模块一包括台风的三维构造、台风基本特征、台风范围、不同等级划分标准以及相关知识拓展;

步骤3:首先查看台风三维构造,点击左上角剖切模型按钮,可对三维模型进行测量、注释,三维建模采用3Dmax软件,对台风的螺旋雨带区、云墙区、台风眼区域进行三维仿真建模,按住鼠标右键可旋转台风三维模型360°进行观察,测量环节分别展示台风外围螺旋云带、涡旋区和眼区各个位置的直径大小;

步骤4:点击“知识拓展”按钮,对刚刚台风模型中的知识点进行拓展延展,使学生了解台风结构、外围螺旋云带、涡旋区、眼区及一些历史事件等;

步骤5:点击上方感叹号,可查看远处台风的具体样貌,通过三维动画展现台风的整体形状与运动状态;

步骤6:点击继续进入台风形成原理模块,该模块中逐一点击左侧7个条件,并观察右侧台风形成的简易过程,选择错误,系统将给出合适提示,并再次进行选择;

步骤7:答完后会对台风生成的热力条件进行一个总结,包括:热力条件、动力条件和对流层风速变化,学生可回顾刚所选的条件进行发散性思考;

步骤8:对台风源地分布、云系演变、气压场、温度场、风场进行了解,以利奇马台风为例,参考其生消过程中的压力风场数据,通过不同色块表示气压、风场等各个数值的变化,模拟整个过程,学生在操作过程中,选择错误将给出错误提示,一步步引导学生完成学习;

步骤9:选择云系演变,观察利奇马台风的台风卫星云图以及雷达图;

步骤10:分别对气压场、温度场、风场进行观察,通过maya软件对台风发展过程中的气压场、温度场、风场和假相当位温参数进行三维仿真模拟,以三维动画的形式表现出来;

步骤11:点击下一步,来到影响台风的运动因子模块,对地转偏向力、总压力、内力、扰动加速度进行介绍;

步骤12:下一步,分别学习台风与季节的关系、基本移动路径、经典移动路径、特殊路径;

步骤13:点击台风的致灾影响模块,以视频文字的形式对台风的危害性进行介绍。