计算机与设计论文范文

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艺术的发展，依赖于社会和科技的发展，技术的进步将带来艺术的变革，艺术家的臆想获得科学技术的推助，就会发出绚丽的光彩。数字艺术便是随着计算机的发展和普及而诞生和发展的。数字艺术又称数码艺术，是使用数字、信息技术制作、传播的各种形式的艺术作品，包括数字影像、数字音乐、多媒体动画和网络游戏等。

数字化时代计算机介入越来越多的领域，使人类生活发生了显著变化。数字技术在艺术领域的应用，是艺术和科技之间的革命，几乎波及所有艺术领域。计算机将人从许多复杂的、重复性的、繁琐的体力劳动中解放出来，把精力集中于创意和设计本身，同时，艺术的概念也发生了改变。

一、计算机数字技术在艺术设计领域的发展历程

自1949年麻省理工学院开发出旋风计算机，人们就一直试图使用计算机来进行绘画、设计、作曲等艺术创作，并取得了令人瞩目的成就。如贝尔实验室以字母、标志的集散、叠印创作了“计算机”。东京大学艺术研究室创作了计算机艺术图和计算机动画的单体。1967年，GTG计算机艺术家小组创作了“返回正方形”等许多作品。但这些都是基于实验室的艺术探索，直至1980年苹果电脑公司推出Macintosh电脑桌面排版系统（DTP），计算机才面向个人，在艺术设计领域迅速发展，并衍生出计算机数字艺术与设计。苹果电脑也因高科技创新而获得尊重。1990年英国皇家艺术学院开设计算机艺术设计系（CRD），主要学习和研究互动设计（interactiondesign），努力使艺术与技术协同发展。现在，数字艺术已涉及艺术的各个领域，艺术的形式和内涵都发生着变化。

二、计算机数字艺术的特点

1.解放了手工时代对思想的束缚

计算机不但可以高仿真模仿传统的艺术效果，也比传统方式节省时间，提高效率。如艺术设计，计算机随意缩放观察等优势，使设计更加精细，无需尺规等工具，比手工精确、规范。手工绘图需要纸笔、尺规等工具，勾形、渲染等过程，更改设计，修改起来比较困难。计算机则有多样修改方式，如photoshop中的“历史记录”和“快照”面板，可随意双向一步步撤消或重做，退或进到任一点，3DsMax的“堆栈”则可从已完成的设计中的任意一点介入，增加新命令或删除、更改旧命令，影响最终效果。传统绘图需要较强的绘画功底，而计算机辅助设计则更注重设计思想和修养，对绘画功夫要求不是很高。计算机解放了手工时代对思想的束缚，为创作提供了宽裕的自由发挥空间，使作品最大程度地完美。

2.丰富了艺术的传达形式

计算机的应用创造了全新的交流方式，及时交互是数字艺术独有的技术，广泛应用在各种形式数字艺术中，如Flash角色动画、网页、互动游戏等。交互功能改变了传统艺术中受众的被动角色，受众也可以参与到艺术的“创作过程”，让受众判断选择，不同的选择将出现不同的过程和结局，加强受众参与感，提高兴趣。

3.表现传统艺术无法企及的效果

数字艺术是一种全新的艺术形式。多媒体技术将图像、声音、文本、动画、音频甚至是气味等多种传达形式集合在一起，丰富了艺术语言和表现形式，提高了作品的感染力。

虚拟现实是高级人机界面，模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，使人沉浸在计算机生成的能看、能听、可触、可嗅等感受的虚拟世界里，能通过语言、手势、肢体动作、视线移动等方式与计算机实时交互，一切都与现实的感觉一样。它不仅可以模拟现实，也可重建古迹，甚至是虚幻的世界，让人感受真实世界中无法亲身经历的体验。虚拟现实可充分满足艺术创作对感受的表现，给艺术家和设计师的创造提供更多的创作自由。目前常见的虚拟现实软件有QuickDraw3D、VRML、Metastream、3DDreams、QTVR、Cult3D等。如苹果的QuickDraw3D能在视窗中对三维几何体实施拖拽而进行任意角度的观察，还能变换灯光、材质等，展示三维物体极为方便。

三、数字艺术主要涉及领域及内容

计算机数字艺术在很多方面是交叉的应用关系，比如动画，在影视、环境艺术设计、工业模型等方面应用都很广泛，所以不能孤立对待。数字艺术的发展促进学科融合。

1.计算机辅助设计应用较早，比较成熟。如视觉传达设计，计算机已牢牢占据了高档彩色输出、印刷等领域。环境艺术设计，AutoCAD、3DsMax已成了建筑等行业计算机辅助设计的代名词，基于CAD开发的软件多如繁星。工业设计，Pro/ENGINEER具有模拟实体造型功能，能缩短产品开发的时间并简化开发的流程。它的三维创作过程是确定有关物体属性的具体数据，计算机由屏幕实时、准确地展现物体的三维效果，最终可将数据传送至数控机床，制作实体模型、成品模具。计算机的介入，改变了传统的生产模式。

2.计算机绘画，是较新、较热门的艺术门类。可感压力的数字笔使用起来接近于传统的画笔，在电子画布上，可以选取任意种类、形状、大小的“画笔”，沾上“水墨”或“颜料”，在不同质地的“纸”上绘画，笔迹表现出颜色和不同质地纸面的肌理效果，“笔触”会随手的压力大小和移动快慢而做粗细、深浅、虚实、飞白等变化，模拟现实产生的效果，将传统的绘画艺术从纸和笔中解放出来，达到所需的艺术效果。油画、雕塑、版画等也有使用计算机进行创作的。及时交互等优势使计算机超越了传统工具被动的地位，2D插画和概念艺术广泛应用于商业广告插画、出版物插图、游戏美术中。

3.计算机多媒体动画是目前应用非常广泛的一门艺术形式，门类很广。按制作方法，可分为二维动画和三维动画；按长短，可分为动画短片、动画电影（电视剧）；按剧种，可分为故事片、儿童剧、科教片等。

①二维动画（2D）。目前二维动画制作软件可分为日本派和欧美派，有矢量和点阵两种图形模式。Flash是一款不错的面向个人的二维动画软件，已成为网页上的标准，许多个人爱好者加入到“闪客”行列，制作出了非常经典的作品，一些电视台也播放网上经典的Flas。但它对于生产型的动画力不从心。RetasPro最早开发于苹果平台，现已占领了日本动画界95%以上的市场，制作出了许多我们熟悉的电影，如《鲁宾三世（LupinThe3rd）》《蜘蛛人（Spider-Man）》等。我国也有不少单位使用，上海美术电影制片厂用其制作了《我为歌狂》等卡通片。二维动画的制作主要分为前期创作和后期加工两大部分。以前前期创作主要靠手工完成，包括规划、剧本、造型设计、构图设计、背景、原画、动画等。计算机主要介入后期加工，包括摄影表录入、动画扫描、背景扫描、色指定、描线上色、背景修图、特效制作、动画渲染、输出录制等。随着计算机软硬件的发展，传统的前期创作也引入了计算机，二维动画的生产过程已经完全进入了全数字、无纸化时代。RetasPro的制作过程与传统的动画制作过程十分相近，它由模块替代了传统动画制作中描线、上色、特效处理、拍摄合成等全部过程。②三维动画（3D）。三维动画用途非常广泛，是数字娱乐时代的新兴产业，具有不可估量的前景。许多电影、电视和游戏特技，多媒体演示、产品设计使用计算机三维动画来表现。三维软件比较复杂，目前还没有统一标准，也没有占绝对优势的软件，各家软件的理念也不相同。往往几秒钟的精彩镜头，要花数月时间制作。三维图像主要还是显示在平面上的二维图像，还不是真正空间上显示的三维图像，只是用三维方式建立模型。三维动画制作可分为动画规划、建模、贴图、灯光和场景设置、动画设置、渲染、后期合成7个阶段。常见软件有PC的3DMax-Studio、Maya、Softimage等，苹果的Infini-D、StrataStudioPro、Poser、AnimationMaster、Form-Z、ElectricImage、Lightwave、Cinema4D等。

4.数字视频。数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将影像信息转变为视频信号，记录到储存介质。播放时，将视频信号转变为帧信息并显示出来。数字信息还可以解码成模拟信号在普通电视机上观看。QuickTime是国际标准化组织选定的MPEG-4视频标准，可以在电脑上编辑和播放数字视频，将视频、音频、三维动画和虚拟现实在基于苹果和PC的电脑之间自由扩展。目前有FinalCut（非线性编辑）、Shake（高级特效合成）、CinemaTools（电影剪辑）、DVDStudioPro（DVD制作）等专业软件。

5.电子书

①电脑上阅读的电子书，充分利用电脑的优势，功能最强大。其动态的多媒体信息，有更好的交互性，集多种感官刺激于一体，避免了静态的文字和图片的单一，调动读者的兴趣。世界上许多著名报纸、杂志纷纷推出电子版，如《NewWebPick》《摩托车杂志电子版》《动客电子杂志》以及中国的《Z-com》等。

②手机电子书。随着智能手机的普及，用手机阅读的电子书越来越多。现代人上班节奏紧张，利用上下班的一点空余时间读一些轻松的带音乐、动画的手机电子书是实在的消遣，携带方便。许多网站提供基于WindowsMobile、Linux、Symbian等智能手机的电子书下载，用户自己也可以非常方便地创建电子书。

③实物电子书，是拿在手上阅读的外型像传统书籍的电子书，这是传统书籍的延伸。这种新形式的电子书外观和普通书籍接近，可以拿在手上，但是带有多媒体视听等新功能，它甚至能听到读者的说话、心跳等声音。

6.游戏美术。游戏美术近年发展迅猛，包括游戏片头、场景、人物、服装、道具等。现在游戏美术发展成了围绕游戏开发的产业，它以实物的形式再现游戏中的人物、服装、道具等，深受游戏“粉丝”喜爱，每当一个新游戏，就会有大量的与游戏相关的玩偶在网上交易、市场上出售。

四、计算机数字艺术的发展趋势

计算机对艺术的影响不仅表现在它能更有效率地创作，也给艺术与设计带来了新的风格和形式，艺术表现形式越来越丰富。数字媒体技术的发展，多种传达方式的综合应用，为视觉艺术的创新提供了新的条件和机遇，新的热点不断涌现。应用视频、动画、交互等综合手段创造的艺术作品，丰富了艺术门类，逐渐演变成为一个新的领域。互联网促进了信息的传递，给人们提供了一种新的传达媒体，同时也创造了一种新的交流方式。艺术家可以在互联网上跨地域协同创作，艺术的创作和欣赏不再受地域的制约。艺术是创新过程，融合了人工智能技术的计算机甚至有可能根据设定条件自行进行艺术创作。

结语

计算机数字艺术与设计如此蓬勃的发展，是技术与艺术完美结合的体现。计算机技术的发展和多媒体的开发为艺术创作提供新的机遇、新的表达方式、新的艺术语言和风格，艺术的概念有了显著变化。同时，艺术的创新也对计算机有了更高的要求，反过来促进了计算机软硬件的开发。艺术家创造精神财富，应关注新技术的发展，以开放的姿态迎接新事物，自由地进行创作。海纳百川才能适应新时期的需要。计算机毕竟是工具，艺术的价值应是设计师富有的艺术才华和设计思想。只有重视创造性思维的拓展与能力的提高，才能设计出富有艺术魅力的有意义的作品。

参考文献：

王受之著《世界现代设计史》.广州：新世纪出版社，1995年版。

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随着多媒体技术和网络通信技术的发展，基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段，越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术，在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点，它创造了一种全新的教学模式，打破了传统教学模式在时间、空间上的限制，采用了先进的教学手段和教学方法，大大提高了教学效率和教学效果，使教学活动上了一个新台阶。

作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课（包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程）的教学任务，每学期平均有3000多学生，各教师均负责2~3个班共200~300多人的教学，教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率，增强学生应用Internet网络服务的能力，以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握，我们从1999年开始，开发了《计算机基础课程远程教学》系统（以下简称《远程教学系统》）。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能，使用一年多来，取得了很好的教学效果，以下讨论该系统的设计与实现方法。

2．《远程教学系统》的体系结构

《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的，是典型的浏览器/服务器模式。服务器以WindowsNT4/2000Server为操作系统平台，MicrosoftSQLServer7.0为RDBMS，客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问，它要求用户提供帐号/密码，通过验证后才能进入系统主页，以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类：系统管理员、教师、学生，他们都有各自的主页，访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员，其次为教师，最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源，反之则不然。例如教师能进入学生主页，而学生则不能访问教师主页所提供的功能（布置作业、批改作业等）。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生（上一门课的教师及其学生为一组）提供服务，它们之间既有一定的隔离性（例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等），又有资源的共享性（例如公共作业、试题的共享等），很好地解决了本单位各个教师负责不同班级，课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同，划分如下：

图1《远程教学系统》体系结构

2.1管理员模块

由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务，各组间的课程不尽相同，因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权，但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问，以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息，由系统管理员负责管理。这里，我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设，由WindowsNT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处，一是可以充分利用操作系统的安全机制，使操作系统与数据库服务器（SQLServer）无缝集成；二是可同时为用户提供其它辅助服务，如：电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合，学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。

2.2教师模块

教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如：网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料（素材）制作、学生帐号管理（修改学生密码）、设置联机会议等。系统使用组件对象模型（COM）以及OfficeAutomation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议，以此进行网上答疑、群体或个别辅导。

2.3学生模块

学生模块包含查看教师布置的作业、（在网上或本地）做作业、测验（考试）、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时，需要提供帐号/密码进行用户验证，通过验证后，在浏览器关闭之前，均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交，对于《C语言》课程作业，为学生提供Web界面，完成作业程序的编辑、编译、链接、运行，一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题，也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行，有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过"交卷"按钮提交试卷；若考试时限到达时学生仍未交卷，则系统自动将考生当前的考试结果提交。试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷，不限时间，由学生自主选择进行，测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表，以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力，增强学生对教学内容的兴趣，本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议（在线聊天Chat、应用程序共享、白板）、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外，本系统还配备资源库，内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料，供学生课外浏览、学习。

3《计算机基础课程远程教学》系统的特点

《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面，用户界面完全由浏览器提供，维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术，如下所述：

3.1组件对象模型（COM）技术

组件对象模型（ComponentObjectModel，简称COM）是一个软件规范，它是基于对象的编程模型，只要遵循COM规范，应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用，解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心，它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象，为其它语言所访问（或称二进制兼容）。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中，如：

WindowsNT/2000、SQLServer、VisualStudio、Office97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言，其中大量采用了基于COM的技术，例如：

3.1.1ADO（ActiveXDataObject）

ADO是数据库访问组件，应用程序通过ADO访问数据库的原理如下：

图2ADO存取数据示意图

上图中OLEDB是Microsoft继ODBC后新的数据访问机制，它不但可以访问数据库数据，而且还可以访问其它非数据库类型的数据，如Email、目录服务（LDAP）等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口，操作较为简单。

《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQLServer数据库中，系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引，如下图所示：

图3《计算机基础课程远程教学》系统数据存取示意图

3.1.2OfficeAutomation对象

《计算机基础课程远程教学》系统利用OfficeAutomation对象，使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程（Word、Excel）的作业，以此提高教学效率。

3.1.3ADSI

ADSI（ActiveDirectoryServiceInterface）是WindowNT/2000活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理（开帐号、删除帐号、帐号属性设置）以及访问权限设置，简化帐号管理任务。

3.1.4DeveloperStudio对象

Microsoft的VisualStudio相信是广大程序员喜爱的开发工具，但大家都不太注意其中的DeveloperStudio对象：

ApplicationDebugger

BreakpointProject

使用他们，可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在VisualStudio集成环境下通过菜单完成的命令或功能，都可以用DeveloperStudio组件对象的属性或方法来实现，如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业，减轻教师负担。

3.2视频流技术

在Internet/Intranet环境下，文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送，则由于网络带宽等原因，需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据，以便实现教师授课的实时广播和视频点播（VOD）。在有限的网络带宽资源的限制下，视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEGI等压缩技术，其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放，增加了客户等待的时间。目前，视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术，使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft的MediaTechnologies（Netshow）和RealNetwork的RealVideo/Audio。《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了MediaTechnologies压缩技术，使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽（从28.8Kbps~3Mbps）的视频/音频流（最多6个）。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外，还根据Netshow和RealVideo/Audio支持多播（Multicast）的特点，在网上对教师授课场景进行直播（广播）。在授课功能中，单是教师的授课图像是远远不够的，还必须配有同步的教师授课演示文稿（Powerpoint或HTML网页），真正将课堂搬到网上。

图4同步视频点播

3.3网上实时交互

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加强圈的设计计算

对于加强圈的设计，各设计标准均有详细规定。关于加强圈的截面模量，GB50341、SH3046和BS_EN14015相同，均基于刚性理论；API650和JIS_B8501相近，基于强度理论（与抗风圈截面模量计算相同）。对于加强圈数量的确定，各标准均基于薄壁短圆筒的临界压力计算公式，只在如何将阶梯形壁厚转化成一个适当的厚度进行运算的方法上有所差异。实际计算时，GB50341、SH3046和BS_EN14015均运用“当量筒体”进行计算，最后换算为实际高度；API650和JIS_B8501均需试算，最后也是换算为实际高度。在JIS_B8501和API650中，分别给出了加强圈最小截面模量的计算公式：式中：H1为加强圈与罐壁包边角钢或敞口储罐顶部抗风圈间的垂直距离，m；t1为顶层壁板的厚度，mm。两公式基本相同，只是后者设计风速取160km/h。

在GB50341、SH3046和BS_EN14015中，对加强圈的最小截面尺寸均有规定，但对尺寸大小的规定不完全相同（表1）。中国科学院力学研究所关于“弹性支承圆柱壳体的侧压屈曲”的研究结果表明：当加强圈的惯性矩接近100（D为储罐内径，m；t为罐壁厚度，mm）时，加强圈已趋近于刚性支承，若再加大其惯性矩，对提高罐壁的临界压力作用不大。

浮顶储罐抗风圈截面模量公式推导基本假设

：①假定作用于储罐外壁迎风面的风压按正弦曲线分布，风压分布范围所对应的抗风圈区段为两端铰支的圆拱（图1），其对应的圆心角θ为60°；②储罐上半部罐壁承受的风载荷由抗风圈承担。为满足强度要求，抗风圈所需的最小截面模量Wzk按下式计算：考虑到载荷性质属于非经常性的最不利情况，而且应力是弯曲应力，故取[σ]=0.9σs，对于Q235钢材而言，[σ]≈21000N/cm2；Mmax为圆拱的跨中弯矩，N•cm，Mmax=p0R2/；θ为圆拱对应的圆心角，θ＝60°；p0为罐壁驻点线上单位弧长的风载荷，N/cm，由风洞试验得p0=0.32p1H；p1为设计风压，N/cm2，p1=μsμhW0，其中μs=1.5，μh=1.5（取距离地面15m高处的值），基本风压值W0取0.7kPa。将以上数据代入式（10），即得抗风圈所需的最小截面模量的计算公式：若建罐地区的基本风压大于0.7kPa（少数沿海地区），应将上述结果再乘以W0/0.7，即：按照该方法推导出的抗风圈所需最小截面模量公式（12）与式（2）一致，但在式（1）中W0为Wk。由式（1）、式（3）可以分别求出按照GB50341和API650设计标准下抗风圈所需的最小截面模量，根据截面模量总和应小于所需最小截面模量的原则，计算结果分别为：GB50341需要3个抗风圈和2个加强圈，API650需要2个抗风圈和4个加强圈。

有限元数值计算

1有限元模型

利用大型有限元软件ANSYS建立了20×104m3储罐的三维模型（图2），罐壁和罐底全部采用shell63单元，且罐壁单元均为4节点矩形单元；抗风圈和加强圈简化成梁，采用beam188单元进行有限元计算。储罐共划分7400个单元。分别在储罐的内外壁施加风压载荷：①外壁的风压分布。对于外浮顶罐，在实验风压为W0时，外壁风压分布是不均匀的（图3）。只有迎风面60°中心角对应的罐壁是受压区，其余罐壁承受的是张力。最大风压是在20°所对弧长上，风压近似为常数，最大风压发生在驻点A，其值等于风压值W0。②内壁的风压分布。由于风吹过时，引起外浮顶储罐迎风面内壁产生抽力，故迎风面罐内壁是负压，风洞试验表明最大负压为0.5W0，位于驻点内侧，其余部分的负压值与驻点处相近。罐壁各个部分所受的风荷载，可根据式（6）计算得出。与风压相比，油压计算较为简单，采用保守算法，用水压来代替油压，直接运用函数Ws=γH（γ为水的密度）将各处的油压加载到储罐罐壁和罐底。

2有限元数值分析

罐体承受载荷主要分为油压、风压和自重3部分，在不同工况下，进行储罐的强度和稳定性计算分析。

2.1强度计算

（1）20×104m3储罐空罐时受风压作用下的应力计算模型：根据储罐在风压作用下的第三强度理论应力云图（图4a），最大应力值为24.5MPa，远小于材料的许用应力值，因此储罐只在风压作用下满足强度要求，不会发生强度破坏；根据储罐和加强圈、抗风圈的位移云图及罐口处变形情况（图4b、图4c），驻点处有最大位移，其值为9.042mm，相对于储罐的直径110m而言，变形很小；根据驻点处以及与风向成90°方向罐壁沿高度方向的位移曲线（图5a、图5b，Ux、Uy为罐壁在x、y方向的径向位移），有抗风圈和加强圈部位的罐壁的径向位移均明显减小。

（2）20×104m3储罐同时受风压和油压作用下的应力计算模型：根据罐壁、抗风圈以及加强圈的应力与变形的情况（图6），最大应力为311MPa，作用位置在－90°方向大角缝处，此处罐壁材料为SPV490Q，许用应力为261MPa（依据API650、SH3046），最大应力为峰值应力，小于许用应力的3倍，因此储罐同时承受油压和风压情况下，罐壁也是满足强度要求的；根据驻点处以及与风向成90°方向的罐壁沿罐壁高度方向的位移曲线（图7），罐壁的最大位移为85.245mm，变形比空罐情况下更小。

2.2稳定性分析

罐壁的外压失稳在一定范围内是完全弹性的。当外压保持在略低于临界压力时，模型不会出现屈曲，一旦增压至临界压力，立即发生凹瘪，若将外压减小到临界压力以下，壳面上的屈曲波形会立即恢复原形而不留痕迹。但是若罐壁制造时存在椭圆度或局部凹瘪，则这些部位在风压下会提前失稳并难以复原。根据API650和GB50341的抗风设计稳定性分析结果（图8），在空罐时的极限风压值为980Pa，超出设计风压值25.45％；按照GB50341设计的3个抗风圈、2个加强圈的储罐（图2）所能承受的极限风压值为913.737Pa，超出抗风圈、加强圈的设计风压值17％。通过对比可知，两种设计结构均能满足罐壁的稳定性要求，但API650比GB50341设计的抗风圈、加强圈稳定性更好，且前者更节省材料。

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随着社会的发展和进步，各项社会保障和福利制度进一步完善。实行住房公积金制度是其中的重要内容。住房公积金是职工及其所在单位按规定缴存的具有保障性和互的职工个人住房基金，数据量大且处理复杂。住房公积金管理系统是各单位财务管理的重要任务，由于各单位公积金管理数据量大、操作复杂，因此效率较低。本课题旨在构架一个住房公积金信息管理管理系统，方便各级管理人员、各单位和职工完成对住房公积金的操作、查询、结算等工作，为住房公积金制度的顺利实施提供保障。

本系统设计过程中主要考虑各单位用户的应用环境和应用难点。系统在开发过程中深入研究了房改资金行业的发展规律，吸纳了近年来国内外同行业和国内其他信息系统的实施经验，借助了最先进的开发平台和开发工具，设计、开发了适合住房公积金管理自身特点、功能完善、易学易用、扩充灵活、完全可靠、符合未来发展方向的住房公积金管理系统。

1.2国内外研究现状、水平

随着现今网络的发展，网络已经成为了人们生活上必不可少的，人们可以通过网络查询自己需要的信息，起初我国在住房公积金这一块还处于萌芽状态，原有的半手工管理模式手续繁杂、纠错能力差、服务项目不全，因而工作效率不高。 这就迫使人们要去想出更好的解决办法，这样新的住房公积金管理系统就诞生了，从住房公积金归集支取管理、住房公积金贷款管理、住房公积金财务管理到电话查询和多媒体终端查询、住房公积金单位版等均实行了一体化管理，涵盖了住房公积金业务处理的方方面面。

逐步完善住房公积金管理网络，管理网络必须紧跟住房公积金事业发展的趋势，不断地完善，不断地改进，只有在管理上与时俱进，才能在业务上面貌日新。

住房公积金信息管理系统建设给我市住房公积金事业带来了良好的发展势头，管理水平、工作效率的不断提高使住房公积金缴存规模和个贷规模不断提高。我中心非常珍惜这一来之不易的好形势，要求职工因势利导、再接再厉，为全市每一单位、每一职工提供更加方便、快捷、准确的服务，让他们享受到银行般的服务质量，感觉到住房公积金缴存到我中心与存在银行同样安全可靠，并且益处更大、意义更大。

1.3发展趋势

整个世界的科技都在进步，人类的生活水平也在不断的提高，信息产业发展的尤为迅速，住房公积金管理系统正在不断的趋于完善，我国的现状相对于发达国家而言还有一定的差别，但是正在不断朝那个方向努力。在整个住房公积金管理系统发展的这么多年，从无到有、从不完善到趋于完善是一个相当漫长的过程;不管是从科技还是从人类自身的需求出发，住房公积信息管理系统正在不断发展、壮大。

2.本课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施

2.1基本内容：

住房公积金就是职工及其所在单位按规定缴存的具有保障性和互的职工个人住房基金，为了完善住房供应体系，建立相应的住房公积金管理系统实行职工统一管理，为每个职工建立详细资料库，职工个人可以随时通过账号到管理处查询个人的账户信息。操作员统一执行利息结算、登录和登账调整等操作。如果用户满足了提取住房公积金的条件，可以与操作员联系，申请提取住房公积金。

住房公积金管理系统要实现以下几个功能：

1.基础信息设置

在整个系统的设置中，处理输入单位、职工信息。在正常的事务过程中，如遇人动，相应地进行信息变动。

2.主要业务

职工自己和单位每月缴纳基金，系统对年利息进行自动结算。职工在必要的时候对可以提取住房公积金，一般只有在建立住房公积金制度一年以上的职工，并具有一定的公积金余额才可以提取公积金。操作员也可以因为需要，统计分析数据，然后就可以输出相应的报表。

3.帐表查询业务

职工可以查询余额表，清楚自己每月所交的公积金，以及相应的明细表中的详细内容。与此同时职工单位也要对自己和单位个人的交纳信息、综合信息、明细信息和职工的状态作相应的查询。

4.系统设置业务

毕业设计(论文)开题报告

作为住房公积金信息管理中心人员，所做的事情就相对多了许多，存储信息、修改信息打印报表等等事务。其数据流图如下：

毕业设计(论文)开题报告

本系统对不同角色的用户进行用户分级管理。另外一项重要的业务就是数据的备份与恢复。

业务流程图：

2.2数据库设计

这个系统初步设计要有以下几下表，有职工表、部门表、系数表、期初余额表、明细表、利息结算表、用户表等。

职工表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

zgbh 职工编号 var20) 否 是

zgxm 职工姓名 var20) 否 否

zh 账号 var20) 否 否

bmbh 部门编号 var20) 否 否

〖毕业设计(论文)咨询QQ：306826066

bz 备注 var25) 是 否

部门表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

bmbh 部门编号 var20) 否 是

bmmc 部门名称 var20) 是 否

毕业设计(论文)开题报告

系数表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

bmbh 部门编号 var20) 是 否

zhbh 职工编号 var20) 否 是

zh 账号 var20) 是 否

zhxm 职工姓名 var20) 是 否

grxs 个人系数 money 是 否

dwxs 单位系数 money 是 否

zxs 总系数 money 是 否

lx 类型 var2) 是 否

期初余额表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

zy 摘要 var20) 是 否

zgbh 职工编号 var20) 否 是

zh 账号 var20) 是 否

zgxm 职工姓名 var20) 是 否

zhxm 部门编号 var20) 是 否

bmbh 个人期初余额 money 是 否

grye 单位期初余额 money 是 否

dwye 总期初余额 money 是 否

利息结算表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

zgbh 职工编号 var20) 否 是

zgxm 职工姓名 var20) 是 否

zh 账号 var20) 是 否

bmbh 部门编号 var20) 是 否

zxs 总系数 money 是 否

余额表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

zy 摘要 var20) 是 否

year 年 var20) 是 否

month 月 var20) 是 否

zgbh 职工编号 var20) 是 是

zh 账号 var20) 是 否

zgxm 职工姓名 var20) 是 否

zxs 总系数 money 是 否

jsxs 减少总系数 money 是 否

ye 余额 money 是 否

明细表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

zy 摘要 var20) 是 否

year 年 var20) 是 否

month 月 var20) 是 否

zgbh 职工编号 var20) 是 是

zh 账号 var20) 是 否

zgxm 职工姓名 var20) 是 否

grxs 个人系数 money 是 否

dwxs 单位系数 money 是 否

zxs 总系数 money 是 否

grjs 个人减少系数 money 是 否

dwjs 单位减少系数 money 是 否

jsxs 减少系数 money 是 否

lb 类别 var2) 是 否

bmbh 部门编号 var20) 是 否

用户表：

字段名称 字段含义 字段类型 允许为空 是否为主键

yhbh 用户编号 var20) 否 是

yhmc 用户名称 var20) 否 否

mm 密码 var20) 是 否

sysuser 系统管理员标识 bit 否 否

bm 部门管理标识 bit 否 否

gz 职工档案管理标识 bit 否 否

base 期初余额标识 bit 否 否

qcye 职工月基本系数标识 bit 否 否

infor 职工信息变动标识 bit 否 否

autodel 按月取消登录标识 bit 否 否

autodz 按月自动登账标识 bit 否 否

manual 登账调整标识 bit 否 否

getfunds 提取住房公积金标识 bit 否 否

lx 利息结算标识 bit 否 否

delx 取消利息结算标识 bit 否 否

yecx 余额表查询标识 bit 否 否

mxcx 明细表查询标识 bit 否 否

gr_dw 个人与单位缴纳汇总表标识 bit 否 否

user1 用户管理标识 bit 否 否

databack 数据备份与恢复标识 bit 否 否

2.3在本系统开发的过程中可能遇到的问题以及解决措施

(1)在系统开发中可能遇到的问题就是数据库的建表和数据库的连接问题，建立许多表在连接的时候花费相当长的时间，同时也会消耗宝贵的系统资源。系统的内容较散，涉及很多方面，例如明细表中zgbh(职工编号)和系数表中的zgbh以及利息结算表中的zgbh等表的连接都涉及到了多表连接，这就分会造成大量的数据冗余，还有就是在进行查询的时候，也会花费相当长的时间。

(2) 数据库的安全性问题我们把密码策略摆在所有安全配置的第一步。很多数据库账号的密码过于简单，这跟系统密码过于简单是一个道理。所以在整个分析的过程中，有三个对象，普通职工，单位和super—超级管理员，他们有着各自不同的权限，可以看到的信息也不同，就只有super可以看到所有的信息。

(3)报表是管理系统中最为组成部分之一，它是一种主要的数据输出手段，可以把数据打印出来以供查阅或备份保留。这也是住房公积金系统中比较难以实现的部分，准备用QuickReport组件设计报表.在Delphi7中,默认情况下,并没有安装QReport组件,所以还需要另外安装。在实现的时候，设置应用程序中的TTable组件中的“DatabaseName”、“TableName”属性，使其连接到数据表中，将“Active”属性设置为“True”，打开与数据表的连接。然后设置QuickReport组件“DataSet”属性为“Table1”，也就是使其接到数据表中指定的字段。

(4)任何数据库出于安全性考虑,都会想到数据的备份与恢复,这也是即将面临着的问题,虽然也想了很多的办法,但是至今离实现还有相当大的一段距离。会继续探索和学习其解决的办法。

3.本课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析

3.1研究手段

本课题是使用成熟的C/S结构，设计过程中主要考虑各单位用户的应用难点。系统在开发过程中深入研究了房改资金行业的发展规律，吸呐了近年来国内处同行业和国内其他行业信息系统的实施经验，借助了最先进的开发平台和开发工具，开发了适合住房公积金管理自身特点，本系统统是用Delphi 7和SQL Sever 2019开发工具。

开发工具介绍：Delphi 7

Delphi 7是Inprise公司推出的一种全新的、面向对象的可视化快速应用程序开发工具，它使用的是Object Pascal语法的基础，并在集成了各种可视化工具，为程序开发人员提供了一种方便、快捷的Windows应用程序集成开发环境—IDE(Integrated Development Environment)。

准备使用的是ADO(AcitiveX Data Object)连接数据库，是微软推出的新一代的数据访问规范，其使用简单，功能强大。TADOConnection组件用于管理ADO连接，并且提供了对事务的支持，当多个ADO组件访问数据库时，可以通过TADOConnection组件建立一个连接，然后让其他ADO组件共享连接。

SQL Server 是一个关系数据库管理系统Microsoft SQL Server 2019非常明显的改进就是增加了OLAP(联机分析处理)功能,这可以让很多中小企业用户也可以使用数据仓库的一些特性进行分析。OLAP可以通过多维存储技术对大型、复杂数据集成执行快速、高级的分析工作。数据挖掘功能能够揭示出隐藏在大量数据中的倾向及趋势，它允许组织或机构最大。

所以在实现的过程中，如果运用的是ACCESS做数据库，可能就不能让住房公积金这么大的系统。所以选一个适合的数据库也是很重要的。

3.2可行性研究

这份可行性研究报告是对查询系统作的可行性研究分析及指出存在的必要性。

一、技术可行性

本系统是运行在Windows XP 专业版上的应用程序。系统开发语言使用的是Delphi 7，数据库使用的是Microsoft SQL Server 2019，一台机器实现，别人可以通过别的机器来查询。这个系统在实现上应该没有什么太大的问题，delphi 7不管是新还是旧的，因为我们对旧版很熟悉，新的也是在旧的基础上发展起来的;还有就是SQL SEVER 2019是相对比较熟的工具。

硬件条件：硬件条件：P42.4G CPU、32MRAM、40G硬盘PC机。

软件条件：Windows xp sp2、SQL Server ，Delphi 7。

所以分析以上各个可能性，可以说这个系统在技术上是可行的。

二、经济可行性

在现今的商品社会是一个讲究效率的社会，是信息化的社会，随着公司的规模不断扩

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大，员工数量急剧增加，有关员工的各种信息量查询也成倍增长。而对庞大的信息量和数据量，如果仍使用手工操作或使用相当繁琐的软件，既浪费了人力，又浪费了物力，效率无法提高，不能够适应现今社会并提高生产效率。

本系统的主要背景(为毕业设计)在经济上不注重直接的经济收益，而是注重我们整体水平的提高。

三、操作可行性

住房公积金管理系统是基于Delphi 7开发的，是被广泛应用于数据库开发和操作的一套成熟的软件平台，而且它对于一个中小型的数据库处理具有不可比拟的优点和简单方便。所以从操作可行性方面是可行的。开发出来的界面也是十分容易使用，具有简单，容易上手的特点。

四、安全性。