工程问题涉及的学科面越来越复杂,技术难度越来越大,依靠过去单一的实验方法已很难解决生产中的实际问题，要求综合各种技术方面、多学科、多专业的技术人员必须密切配合、协同作战。采用多学科综合研究的方法来解决生产中的重大课题是工程界必然的发展趋势。工程数值模拟是指：针对某典型过程的特殊应用要求，采用相应的数学模型（数理方程及必要的物理、化学模型）及数值方法进行计算机模拟，分析、评估在给定条件下的工程设计合理性，并确定修正措施的过程。CFD技术(CFD数值模拟)：CFD技术--流动、传热、传质、燃烧、多相流、化学反应、流变学、非牛顿流体等过程的数值模拟及分析技术的总称。

1.成果原理：通过图像增强算法优化恶劣天气下导盲犬视野，结合Transformer模型实现环境多模态语音描述，并通过手机平台实现远程监控与交互。 2.创新点：恶劣天气适应性（突破传统导盲设备在雾霾、雨雪等极端场景的视觉限制）；多模态交互(支持语音合成、家人音色定制及实时场景描述，兼顾安全性与情感需求)；轻量化设计(项圈重量适配犬只行动，避免传统穿戴设备的负担)。 3.应用场景：视障人士日常出行、导盲犬训练基地、公共复杂环境。 4.应用案例：与吉林外国语大学、科大讯飞联合开展技术验证，完成实验室原型测试。 5.成果获奖： 2023年“互联网+”大学生创新创业大赛吉林省铜奖 2024年“挑战杯”吉林省大学生创业计划竞赛银奖 6.成果评价：丰富了国内导盲生物辅助设备研究内容，获吉林省大学生创新创业大赛重点支持，技术专利布局中，市场潜力预估超800万视障人群需求，助力东北地区智能装备产业升级与民生福祉提升。

铁路及城轨的标准化作业流程和作业场景比较复杂。由于目前各铁路院校的教学培训场地和设备有 限，学生能熟练掌握在不同场景下标准化作业流程和各项技术标准作业非常困难。所以根据铁路及城轨的 相关技术标准和作业指导书制作了一套完善全面的三维仿真培训系统，当前使用三维仿真的培训系统开展 标准化作业流程和作业的教学是极佳的解决方案。 PC和vr版本都涵盖了当前覆盖车，机，工，电，辆及城轨全专业。

该项目由多功能数字多道和放射源模拟器组成。作为信号发生器与放射源可广泛应用于实验教学、核工业技术应用、 核技术培训等领域。 该项目能很大程度上能减少在近代物理式样中对真实放射源的直接使用，免去了用户采购真实放射源过程繁冗、花费高昂，也使用户在使用过程中更安心。丰富的实验种类、 可定制开发创新型核物理实验，能极大满足不同领域用户 的需求。 

学生通过基于虚拟仿真实验的预习自动评判系统了解实验原理、仪器的原理及使用，完成实验操作过程，课前建立实验直观认识。系统通过基于实验操作规则（非固定操作 顺序）的教师专家评判系统自动评判，指出错误，通过多次预习协助学生完成课前预习。 用于解决实际教学中学生大面积实验预习难于有效开展的实际问题。问题体现在:1. 由于实验实和师资力量等限制，很难提供给的环境，使学生无法对实验环境建立起直观认识；2.由于教学时间和手段限制，教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查,教学过程“走过场”，影响教学质量提高。 针对物理实验教学质量提高的困难， 1995年，中国科学技术大学研制成在国际上首创开发出《大学物理仿真实验》，而且不断增加内容和更新版本，使它成为一部系统的活的物理实验教科书，学生利用它进行课前预习、课后复习和自我训练，使物理实验教学突破时间和课堂的限制，实现与理论教学相同的学习链。在多年《大学物理仿真实验》研究与实践的基础上，科大奥锐推出物理实验在线预习系统，利用在线仿真实验让学生深入理解实验，模拟实验操作过程；通过在线预习考试系统检查学生，确保效果学生预习质量。 大学物理实验预习自动评判系统，采用计算机虚拟现实技术，在原有的《大学物理仿真实验》的基础上，进一步加强虚拟实验的模型设计，建设与理论考试相结合的在线实验预习环境，用仿真实验替代了学生按书本抄写实验步骤、实验原理的过程。促使学生完成一个完整的学习链过程，保证大面积实验教学质量的提升，同时大大减轻了教师批改预习报告和实验报告的工作量。它的应用使课堂实验教学实现学生自主学习、教师答疑。 曾荣获1996年获得中国科学院教学成果一等奖；1997年获得教育部全国优秀CAI成果奖；1997年DOS版本获得国家级教学成果二等奖；1997年曾经代表中国CAI最新成果参加联合国科教文组织大会演示和到英国，日本等国家进行国际交流和展示；1999年获得安徽省优秀CAI成果一等奖；2000年获得安徽教学成果特等奖；2001年获得国家教学成果奖。 系统介绍 系统特色： 1.  开放式的预习环境。学生可在指定时间内在线预习实验，不受实验室和课时的限制。教师可以根据需要限制学生单次实验的预习次数。 2.  学生实验操作初始状态和测量值都是随机产生，对应的正确结果各不相同，有效避免抄袭现象。 3.  自主组卷: 教师可以选择操作实验，调用题库中题目组成试卷，拟定分数存入试卷库。 4.  自动评判：预习成绩自动评判，学生可及时了解学习效果，针对性调整预习内容。 5.  客观、真实的预习成绩：有助于教师掌握学生预习效果、针对性的调整教学重点 6.  开放架构: 教师可自行扩展实验项目，并可自主更新实验配套预习资源。 7.  开放式题库，用户可自行添加实验题目，并支持word版题目的批量导入功能。 8.  学生预习结果可长期保存，可以word形式批量导出以便存档。 工作流程： 功能模块 大学物理实验预习自动评判系统由仿真实验库、实验习题库、实验报告制作、实验报告库（含预习报告）、报告发布、评判和统计五部分组成。 1.  仿真实验库：包含50多个常用物理实验项目，有操作评分功能，可检查学生对实验原理、实验过程、仪器操作的掌握。 2.  实验习题库：习题由选择题和填空题、实验数据处理等组成，习题有评判功能，教师可自行添加习题。 3.  实验报告制作：教师从仿真实验库中选取实验，从习题库中选取习题组成实验报告模板或预习报告模板，存入实验报告库。 4.  报告发布：向授课学生发布实验报告和预习报告模板，规定上缴截止日期，学生完成预习报告后，可立即看到评分结果，不满意可重新再做预习报告和实验报告，直到满意后提交给教师。 5.  评判和统计：教师见到学生完成的预习报告统计列表，规定预习报告符合要求的学生来做真实实验。实验报告可作为平时成绩长期保存。 典型应用 物理实验预习系统在教学中的应用模式  1.实际开展大面积的实验预习： 通过在线实验预习环境，从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题，学生通过预习环节的实际操作，了解实验原理、实验内容、熟悉实验仪器，对实验环境建立直观认识。 2.  营造多元化的教学环境： 利用预习系统在网上开设开放实验，开设选修课程，开设实验作业、实验复习检查等各种形式满足各种层次学生的求知需求，提供自评自测，拓展视野，提高学生对实验学习的兴趣。

体感式虚拟灭火训练系统是利用图像识别技术、体感技术、红外定位技术、虚拟仿真技术等多种技术联合开发的，涵盖教育培训和交互训练两大主体功能的仿真教学装备。解决了火灾安全培训不安全不系统、实际灭火器训练浪费资源、危险品火灾场景无法模拟等培训痛点、难点。配套培训一体柜、仿真灭火器和交互培训软件，实现了基础安全知识的动画/课件学习、安全逃生行为趣味练习、多种场景多型灭火器现场紧急灭火处置技能训练等功能。可用于普通大众的安全警示教育、灭火技能推广，更可用于普通及特种火灾相关安全防备行业的职工、安全从业人员的专业培训和技能训练。

增强现实（AR）虚拟拆装训练系统是基于AR增强现实技术和虚拟仿真技术开发，具有真实模拟现场场景设备及部件、自然交互拆装训练的功能。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。通过头盔、触笔、手机等交互外设，开发匹配的展示资源，实现360度立体化的展示效果和沉浸式的拆装效果。让学生体验新技术魅力的同时学习到设备部件组成、结构原理及其拆装技能，提升了学生理论联系实际的能力。

该系统是一种热处理炉壁缺陷虚拟检测系统，通过监视器即可清楚观察二十多米高的炉内情况并可判断是否存在缺陷、损坏或需要维修。本系统主要由升降机构、图像采集单元、中央控制单元三部分组成。升降机构由上下支架、曳引机构、钢缆组成。钢缆绕过上下支架的滑轮和曳引结构组成一个封闭的环索，以带动图像采集单元升降。两滑轮上安装有限位开关，确保图像采集单元上下活动在规定的范围内；与所述钢缆连接的图像采集单元由悬挂平板、防抖支架、云台、摄像机、信号传输装置和照明灯组成，摄像机和信号传输装置安装在所述云台上，云台安装在悬挂平板上；中央控制单元可根据升降机构和图像采集单元的反馈信号进行控制、处理并驱动升降机构和图像扫描单元

虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而又自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。 目前国内外虚拟现实系统都是基于电脑，如球幕电影、全景图片、3D视频、全景视频等。这些系统沉浸感和交互性很差。    北京交通大学数字化制造技术与装备研究所已经开发成功沉浸式虚拟旅游系统、沉浸式虚拟过山车、沉浸式虚拟矿山系统、沉浸式虚拟太空系统、沉浸式虚拟故宫和沉浸式虚拟滕王阁，处于国际领先水平。 应用范围： 智能沉浸式虚拟现实系统的应用领域如下图所示。 市场前景： 据Tractica的一篇最新报道显示，到2020年，虚拟现实头显，其他虚拟现实设备，虚拟现实内容以及内容创作工具的商业收入有望突破158.9亿美元，市场前景巨大，涉及的领域也越来越广。   预期效果（技术指标、经济指标）： 市场推广初期我们将研发虚拟教育系统(包括虚拟实验室、虚拟历史故事等)，研发成功后可以向全国的高等院校、高职院校和中学推广，市场潜力巨大。