环境科学与工程仿真实验与工程实训
蔡建安主编
安徽工业大学
2011年
合订本总目录
前言
实训项目及菜单组合
光盘目录和内容
指导书正文
篇章名称编著者
HKG1流体力学与水泵蔡建安，郭丽娜，周扬屏，钟梅
英
HKG2通风与大气污染控制工程蔡建安，林晓飞
HKG3污水厂工程实训蔡建安，周扬屏，汪明明
HKG4噪声环境蔡建安
HKG5固体废弃物处理与处置蔡建安，盛广宏
以下两篇从略，可参阅电子版
ESIA环境规划、管理和影响评价蔡建安，郭丽娜，沈翼军
WEE35水环境工程蔡建安，钟梅英，戴波
前言
环境科学与工程具有特殊的学科特点：涵盖知识面宽，知识跨度大，理论与实践的关系密切，特征鲜明。
实践教学通常分为实验、实习和设计三类，实验、实习是学生认识实际、建立概念、掌握理论的主要途径，是学生在设计中准确计算、清晰设计的重要基础。
现代计算机技术为《环境科学与工程》理论与实践结合提供了多元化的教学手段。
在理论课、实验课、设计、实习等教学环节，虚拟现实教学能够贯穿在教学全过程。
针对环境的学科多元化，虚拟现实教学也呈现多元化特点。
虚拟现实教学的多元化是指：(1)表现形式有虚拟仪器、虚拟设备、虚拟现实场景等；(2) 教学环节有理论课、实验课、设计和实习；(3)互动和参与模式有理论认知、模拟操作、自主设计等；(4) 复合型能力结构培养有缜密推理和形象表达能力的结合，环境工程工艺和信息控制知识相融合。
课程实验大多是对原理的验证实验，通过系统开发的仿真实验即可方便直观地完成任务，并组织出一些综合性实验。
在单独设置的实验课程中，用仿真实验方法不但能较系统地开出实验，还可以通过下达任务书，由学生完成一些设计性实验。
课程设计中，学生除了按照原要求完成设计外，可以超越一些简化计算进行的假设，面向真实工况的场景进行推演。
毕业设计和论文的功能有些与完成课程设计相似，但有更多的机会通过对机理的深入研究，建立模型，开发新的实用可视化设计系统。
虽然对于环境科学与工程的教学过程，实践环节具有十分重要的基础地位，然而我国高校的实践教学由于三方面原因，受到不同程度的影响：1、招生规模扩大后，设备台套数普遍不足；2、现代新知识，新课程涌入，基础能力训练加强，课程教学学时紧张；3、试剂和材料消耗大，实验经费不足。
环境污染控制仿真实验和工程实训是在计算机仿真软件提供的虚拟现实中，以直观、方便的操作方式控制操作画面所进行的过程模拟。
仿真实验除了能作为学校解决实践环节的重要手段，以学生独立操作的方式，展现环境工程的基础实验外；还能够深层次地揭示环境工程系统随时间动态变化的规律，进行全工况操作和学习。
仿真实训软件数学模型的来源有三个方面：1）环境科学与工程中成熟的经典模型；2）根据工程实践运行结果总结的统计模型；3）调用开发团队的系统实验，重现实验结果。
环境工程的工艺设计是对学生综合能力的训练，是多元化实践教学的重要组成环节，整个工艺流程由一系列单元组成，每个单元有：输入、输出、设计控制和工艺状态四个参数数组，单元操作构成工艺系统，前后呼应相互影响。
每个单元的参数数组都能够设计控制，工艺系统的综合效果便可展示出来。
由于篇幅限制《环境科学与工程仿真实验与工程实训》讲义合订本仅包括HKG1～HKG5五个板块。
ESIA内容多、篇幅大，建议随环境评价课程和课程设计组织专题学习，WEE35说明书已随教材出版。
对于为期一周的集中仿真实训，学时分配参考按排如下：第一天HKG1，8学时；第二天HKG2，8学时；第三天HKG3 和WEE35，各4学时；第四天HKG5，8学时；第五天要求连接互联网，HKG4和了解ESIA，8学时。
课程外部分工作包括预习和完成实验和实训报告。
《环境科学与工程仿真实验与工程实训》应用软件（HKG）使用美国NI公司的LabVIEW 为开发平台，编译生成应用软件，能够以“Setup”方式实施系列文件的整体安装。
该软件将直接安装在Windows操作系统下，不需要其他软件环境支持。
本应用软件的开发，历时十余年，除了分别编写各个独立板块说明书的编著者外，在此还要感谢参与调研和实验并总结数学模型的同仁、研究生、本科生们。
编著者于安徽工业大学实训项目及菜单组合
HKG“环境科学与工程仿真实验与实训”应用软件，共包含88个实验和实训项目，分别隶属于七个可独立安装的课程板块，每个课程板块的说明书见正文部分。
除了分别安装的课程板块外，在汇总程序HKGt中，使用八个下拉菜单进行系列分类，能够进行分类菜单的统一索引，如表一所示。
表一HKG应用软件分类菜单的实验和实训项目
光盘目录和内容
HKG 《环境科学与工程仿真实验与实训》软件安装盘如图1所示。
安装盘包括七个能够独立安装的课程板块和汇总程序HKGt 。
HKGt 包含七个课程板块的全部内容，通过一次操作完成安装,并进行统一索引，如图2所示。
HKGt 由于涉及子程序多,占用内存资源大,影响计算机的运行速度,建议仅在较高配置的计算机上才进行使用。
图1 "环境科学与工程仿真实验与实训"系列软件安装盘
光盘内容和目录如下
HKG1
HKG2 HKG3
HKG4
HKG5
WEE35 ESIA526
流体力学与水泵实验 通风与大气污染控制工程实验 水处理厂工程设计与实训, 安装目录为"D:\ESIA"
环境噪声控制工程,安装目录为"D:\ESIA" 固体废弃物处理实验与工程实训 WEEfz_3.5水环境工程实验 ESIA 环境管理与评价
需要指定安装目录为"D:\ESIA"
HKGt 一个完整的"环境科学与工程仿真实验与实训"系列软件,通过一次操作能够完成所有板块的安装,并进行统一索引.需要指定安装目录为"D:\ESIA"(只需将默认的"C:\ ESIA"改为"D:\ ESIA" )
软件使用说明书：
在《软件使用说明书》目录下包括：“ESIA526、WEE35、HKG1、HKG2、HKG3、HKG4、HKG5”7个应用板块的pdf格式文件，帮助文件（CHM）可以在程序运行时，通过运行菜单调看，或程序停止运行后在“帮助”下调看。
演示报告和视频：
2008年“第三届全国大学环境类课程论坛”所作题为《多元化虚拟现实教学体系的构建与实施》大会报告的录像资料；
2010年“第五届全国大学环境类课程论坛”所作题为《水污染控制工程仿真实训与课程设计》报告ppt演示文稿；
2011年“第六届全国大学环境类课程论坛”所作题为《固体废弃物处理实验与工程实训》报告ppt演示文稿；
视频：HKG软件安装
视频：HKG软件的启动和进入（包括注册码输入，板块调用和菜单索引）
视频：HKG软件使用帮助。