计算机辅助设计及工程分析

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计算机辅助设计及工程分析范文第1篇

关键词：计算机辅助设计平台 硬件 软件 开发方法

一、计算机辅助设计平台系统的硬件和软件构成

1、计算机辅助设计平台系统的硬件

（1）主机

主机的核心部分是中央处理器（CPU）和内存储器。CPU由两部分组成：控制器（CU）和运算器（ALU）。它管理主机所有组成部分的运行，并对数据进行算术逻辑运算。

（2）存储器

在计算机系统中，用以存黜程序和数据的装置，成为存储器。存储器可分为两类：内存储器（主存储器）和外存储器（辅助存储器）。内存储器通常设计为计算机的一部分，并直接与中央处理机连接。内存储器可以存贮两类信息：由控制器执行的程序指令和由运算器处理的数据。外存储器是为了弥补内存容量有限的缺点，适应于大量数据的处理与存贮而使用的。它主要用于存放当前不参与运行的程序和数据，在需要时再成批地与内存交换。其特点是：存储量大，价格低，存取速度较快。

（3）一般输入/输出设备

这些设备一般包括键盘、显示终端和打印机等。除了上述的设备外，还经常用到其他设备，如：光笔、鼠标器、图形输入板、数字化仪、扫描仪和图形显示设备等。

2、计算机辅助设计平台系统的软件

计算机辅助设计平台系统功能的实现是系统硬件和软件协调作用的结果，没有软件的支持，硬件是无法工作的。归纳起来，计算机辅助设计平台系统的软件基本上可以分为三类：即系统软件、支撑软件和应用软件。

（1）系统软件

系统软件是计算机辅助设计平台系统最低层次，为用户提供开发图形软件和应用软件的软件环境。系统软件是指操作系统及语言语言处理程序等，它着眼于计算机资源的有效管理，用户任务的有效完成以及操作上的方便等，目的在于构成一个良好的软件工作环境，供应用软件的开发使用。

现在常用的操作系统有MS-DOS、Windows系列操作系统和UNIX操作系统等。其中MS-DOS、Windows系列操作系统主要是应用于PC机上面，UNIX操作系统能在微型机到大型机的各种机器上运行，已成为当今世界上最流行的多用户操作系统。

在计算机辅助设计平台系统软件的开发中，汇编语言的使用已大量减少，目前主要是采用FORTRAN、C、VC、VB、C++Builder等。在人工智能方面应用较多的LISP，Prolog等。

（2）支撑软件

支撑软件是在系统软件的基础上，为用户自行开发应用软件提供技术支持的软件，从功能上可以分为三类：第一类是几何图形设计软件；第二类是工程分析与计算软件；第三类是文档处理软件。

（3）应用软件

计算机辅助设计平台系统的功能最终要反映在解决具体产品和工程问题的应用软件上，应用软件的开发是建立在系统软件和支撑软件基础之上的。归纳起来，应用软件应该具有下列特点。

a. 功能齐全，能满足具体产品或工程设计要求，以获得最佳的设计效果。

b. 能充分利用计算机辅助设计平台系统的软、硬件资源，具有较高的效率。

c. 应用软件应实现规范化和模块化。

d. 移植性强，便于在各种计算机上运行，并易于与有关软件连接。

e. 具有良好的人机交互界面和人机友好程度。

f. 使用方便，可靠性强，便于维护。

由于应用软件应用于各个领域，涉及的专业性很强，所以，一般情况下需要用户自行开发。相关学科的技术人员协作研制和开发，可以解决各种工程或产品日益复杂的工程技术问题，以满足现代计算机辅助设计平台系统的要求。

二、计算机辅助设计平台系统的开发方法

1、软件工程方法

一个功能完备的计算机辅助设计平台系统的建立，需要充分利用计算机的软、硬件资源，考虑各方面的需要，协调系统内部各独立模块之间的关系，以期发挥计算机辅助设计平台系统的优良设计能力。这并不是很容易的事情，它涉及的内容非常多，如果没有科学的设计方法作指导的话，设计出来的计算机辅助设计平台系统不可能达到令人满意的程度。

随着CAD/CAM技术的发展，应用软件开发的规模越来越大，复杂程度越来越高，水平也不断提高，以至于如果还是采用传统的开发技术难以保证所开发应用软的质量和水平。为此，开发者开始采用工程化的方法从事软件的开发，并逐步在实践的基础上形成了软件工程学这一技术学科。

软工程学的诞生和发展使软件的开发和生产成为一种工程问题，而不是个人的艺术创作。它主要研究软件结构、软件设计方法论、软件工具、软件工程标准和规范，以及相关的理论。

从软件生产管理来看，软件工程学大致包括以下内容：

（1）软件的需求定义和分析技术；

（2）软件设计和审查技术；

（3）软件描述技术；

（4）软件调试技术；

（5）软件可靠性技术极其评价方法；

（6）软件扩充和维护；

（7）软件成本估算等。

2、计算机辅助设计平台系统的开发

就计算机辅助设计软件而言，由于真正实用、功能齐全的计算机辅助设计软件一般都比较复杂，程序在万行以上，不同模块之间关系复杂繁多。因此，必须采用软件工程的方法从事工程化的计算机辅助设计软件开发，这样才能保证开发过程清晰、要求明确、任务具体、质量高、时间短、费用少，并且便于检查和维护。

基于上述情况，一般情况下，在工程化的计算机辅助设计软件的开发过程中，必须考虑下列要求：

（1）硬件支持环境；

（2）软件支持环境；

（3）设计要求；

（4）实用化要求；

（5）保证软件质量；

（6）测试验收严格；

（7）文档编制通俗；

在开发计算机辅助设计平台系统时，必须很好的参照这些要求，各个行业的设计者可以把这些要求与本行业具体生产情况结合起来，真正使软件工程思想和软件工程开发方法贯彻到行业计算机辅助设计平台系统中去，务求保证软件的质量，提高软件开发的效率。

计算机辅助设计平台系统的开发过程如图。

参考文献：

[1]王吉明.计算机辅助设计的技术应用探究[J].科技与创新.2014（21）.

计算机辅助设计及工程分析范文第2篇

【关键词】计算机辅助设计；机械设计；应用

1计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势

1.1提高机械设计效率

计算机辅助设计技术具有显著的高效性，应用计算机辅助设计技术可以立体化地展示机械设备内部的各个配件的功能和特点。在实际进行机械设计工作的过程中，计算机设备的计算程序是机械设计工作最为基础的功能，辅助设计程序可以有效提升计算分析的精准性。在机械设计的过程中，应用计算机辅助设计技术可以实现数据的自动运算，减少人力资源的投入，大幅度缩减人工成本，节省机械设计时间，降低整体工作强度。同时，计算机辅助设计技术在机械设计领域中的有效应用还可以针对客户的要求，快速进行机械产品的修改和完善，使得机械设计工作更加合理和便捷。相关设计人员可以有效应用辅助程序进行原有方案的修改，减少设计人员的工作压力，进一步提高机械设计工作的效率和质量，使得传统的设计工作模式获得有效创新和优化[1]。

1.2提高数据处理的精准性

机械设计活动对数据的要求比较高，利用计算机辅助设计技术和计算机辅助设计平台的实施监控功能，能够更好地进行数据的监督和管理，提高数据编辑和修改的速度，设计人员只需要借助计算机辅助设计系统便可以简单地在数据出现错误时直接完成数据修复工作，方便计算机辅助设计工作人员，及时发现设计过程中存在的问题和不足，并科学地完成信息的处理以及上报工作。机械设计工作在数据修改过程中，并不需要耗费大量的人力和物力，利用CAD技术建立数学模型，可以最大限度地进行实物三维立体的还原。其次，还可以建立起三维产品模型，保证模型具有稳定性。投入市场时由专门人员进行模型检测，保证机械设计的安全性，有效消除机械设计的安全隐患。信息系统的有效应用可以打破原有时间和空间的限制，充分利用计算机系统强大的计算能力和控制能力，减少数据处理时间和分析时间，可以集合处理分析及设计为一体来开展计算机设计工作。另外，计算机系统的辅助设计应用可以多角度、全方位地进行产品的监督和管理，减少不必要的人力资源的浪费，提高机械设计产品的可用性[2]。

1.3缩短机械设计工作周期

应用计算机辅助设计技术可以持续缩短机械项目的设计周期，减少原有机械设计活动对人力资源的限制，减轻设计师的工作压力。工程项目设计人员在遇到某些比较复杂的机械结构时，可以应用CAD计算机辅助设计软件进行三维立体结构的快速展示和设计，通过简易的零件组合模式呈现烦琐的零部件结构，在提高设计效率的同时有效降低了设计工作的难度，保证设计活动的有效性和科学性。同时，计算机辅助设计技术的研究还可以避免成本和时间的过度浪费，设计师可以对简易的零部件进行重新组装，保证技术条件的科学化改良，从而可以创造更加优质的创新型机械产品[3]。

1.4零件的修改和设计更加方便

机械设计在实际进行的过程中难免会出现一些不合理和不科学的问题，影响机械整体呈现的效果和功能。因此，机械相关设计人员需要结合设计要求以及工作特征进行科学的调整和优化。传统的机械设计方式应用手绘的方法修改难度比较大，有的甚至需要重新进行设计图的绘制。计算机辅助技术的有效应用可以科学地解决这一弊端问题，在整体设计上通过模拟装配环境进行更换零件的有效推演，使得机械设计活动可以更加方便和简便，达到最佳的机械设计整体效果，有效降低机械设计的成本问题[4]。

2计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

2.1三维造型

计算机辅助设计技术在机械设计中的应用可以通过三维造型设计来实现，通过计算机辅助程序立体直接地展示出机械产品的三维信息，给设计人员的设计思路和设计过程提供有效帮助。在计算机辅助设计技术的应用背景之下，设计人员可以直观和快速地进行设计方案的修改与调整，保证设计质量和设计效果。另外，计算机辅助设计软件还可以分析整合原有的产品的版本，为后续产品的优化和升级提供科学的意见，在辅助设计技术应用的过程中加强三维造型效果的优化，能够显著提升计算机辅助技术的应用效率和质量，使得三维造型设计活动能够更加快速准确地完成。

2.2计算机辅助设计技术

在实际机械设计过程中，需要充分利用CAD程序和软件系统的3大功能进行模型的构建与完善，严格按照相关规定和设计原理进行各零部件之间的顺序排列。借助布尔运算进行最合理的部件布局，实现零部件最佳的分布状态。在实际工作的过程中，难免会遇到三维实体模型中一些不符合条件的零件，这些连接的零件磨合度比较差，可以应用计算机辅助设计技术对零件状态进行改变，满足实际工程项目的建设要求。构建机械产品零部件的实体模型，并做好后续加工和完善工作，设计人员要利用计算机辅助设计技术进行模型操作，对零件模型进行重新装配，确保机械装配图的完整性和科学性。

2.3工程分析与结构优化调试

在机械设计的过程中，需要结合机械产品的功能要求，科学调整机械产品的力学结构以及力学性能。通过动力学建模分析以及有限元分析，做好CAD程序工程分析工作以及结构调整工作。从当前我国工程项目和机械设计情况开展来看，我国很多CAD程序都提供了有限元分析软件相互匹配的接口，可以利用软件系统将机械产品的三维实体模型直接在有限元分析程序之中导入，依照结构实施改进和优化，保证三维模型的设计效率。其次，还可以应用机械设计程序对这些设计的碰撞问题动态特征、结构合理状态、运动状态以及材料强度进行妥善优化和细致认证。

2.4计算机辅助设计技术在逆向工程中的应用

在机械设计领域，有时会采取逆向工程的形式进行机械设计活动，逆向工程设计技术的设计手段比较先进，能够更好地满足行业发展的需要。在当前科学技术迅猛发展的背景下，需要结合最新的科技成果，对逆向工程的设计手段进行持续创新。计算机辅助技术的应用可以结合CAD制图软件，有效利用测量坐标的方式将逆向工程的侧重点转向为虚拟模型，减少逆向工程应用过程中的工作量，提高逆向工程的应用效率和应用质量，保证机械设计的效果。

3结语

计算机辅助设计及工程分析范文第3篇

【关键词】 计算机辅助设计 机械设计 应用分析

目前，计算机辅助设计在机械设计中应用的非常广泛，随着科技的高速发展，计算机的辅助设计的应用提高了机械设计的效率，缩短了产品的开发周期，给公司带来了更多的经济效益。本文通过简要阐述计算机辅助设计在机械设计中的重要性以及应用的主要方面，提出能够更好地提高应用技术的实践应用方案。

1 计算机辅助设计的主要应用

随着科学技术的高速发展，计算机辅助设计在技术、应用等各方面有了较大发展，目前广泛应用于机械设计中，特别是对机械设计的实践应用方面，缩短了工作时间，使其得到很大的发展。相对而言，机械设计的设计步骤繁多，一些比较繁重的工作，例如对零件动力、强度的测试等，通过计算机的使用，可以提高机械设计的合理性和生产效率，可以生产高质量的产品，为企业带来更多效益。

1.1 二维绘图的应用

在机械设计中，二维绘图占据了非常重要的位置，在过去是由设计师手工进行绘制，但是这种工作方式浪费了大量的时间，降低了工作效率。但是通过计算机，利用一些绘图软件进行操作绘制，如PROE、CAD等，通过这些软件的使用，机械设计的大部分步骤都可以用计算机来完成，降低设计师绘图的时间，不仅使得工作效率提高，还是设计师能够有更多时间去实践自己的设计项目，从而达到更好的发展。

1.2 三维设计的应用

机械设计要采用简单的几何体来组建较为复杂的几何机构时，就可以采用计算机辅助软件进行三维设计，从而降低设计难度，缩短设计的周期，使得工作效率得以提高。另外，采用计算机辅助设计这些三维设计时，可以模拟重组装配零件，在设计的时候激发灵感，组合出更优秀的作品，使得设计工作发挥其高效性。

机械设计的每个步骤都可以通过计算机来完成，将计算机辅助设计在机械设计中适当应用，注意要与实践相结合，才能在设计中运用好计算机辅助设计，生产出质量优异的产品。

2 计算机辅助设计在机械设计中的应用优势

机械设计中，要将理论知识和实践融合，才能设计出高质量的产品。我国的计算机辅助设计的水平目前还相对较低，但要看清计算机辅助设计在机械设计中应用的优势，并且加强对计算机辅助的研发工作，使得计算机辅助设计软件更好的为机械设计服务。

2.1 缩短设计周期

在以往的设计中，偏向于传统的人工绘制，在简单的机械设计中，往往也需要大量的时间来制作，给设计带来了很大的困难，特别是复杂的几何结构的零件，为绘制带来了更大的难度。但如果采用计算机辅助软件进行二维绘图或者三维设计，用一些简单的几何体组建这些复杂的几何机构，以此缩短设计周期，提高工作效率。

2.2 产品设计修改

利用计算机辅助技术，在零件设计的时候，即使出现零件出错或不满足相关需求的情况下，我们也可以对产品设计进行修改，相比较传统方式，利用计算机辅助技术，会更加快捷方便。在零件环境中，我们也可以看到零件设计的各个步骤，在调整的过程中能够方便看出问题的出错点，提高了修改的有效性，使应用能发挥其实效性。

2.3 观察装配零件

计算机辅助设计可以对某些零件的运动成果进行展示，利用虚拟实验，对装配零件进行观测。通过计算机进行演示，将不合理的地方进行修改，节省了产品试验的费用。例如，在机械设计中，采用不同的装配关系可以出现不同的效果，利用计算机辅助技术将不同的装配关系进行演示，查找器可以对不合理的地方进行显示，方便我们对错误的部分进行修改，使得设计的质量得到提升。

3 通过了解CAD的具体概念达到更好的应用效果

计算机辅助设计是一门由设计人员利用计算机设备完成机械设计中的模拟制图等工作，利用图形设备在不断修改和反复验证的基础上，设计处满意的图纸内容的技术。

机械设计的优异很大程度上决定了产品的质量及工作性能的好坏，机械设计是机械工程的重要组成部分，是产品生产的必要条件。

机械设计从狭义上来看仅指技术性的设计过程，广义的机械设计是指设计者根据对机械的工作原理，装配零件的材质和形状尺寸以及物理传递方式等进行构思和设计，依据要求和现有条件将其形成具体的描述，以实现机械制造的工作过程。机械设计的大多数步骤都需要计算机的帮助，例如图形的编辑调整，数据的计算比较，对零部件动力、强度等方面的精确测试，都需要相应的计算机软件的支持。

随着计算机技术的快速发展，计算机辅助技术正在越来越广泛地应用于机械设计的各个方面在广泛的机械设计中，为提高产品质量发挥着重要作用。计算机辅助设计软件在机械设计中除了可以解决繁琐的数据工作之外，还有许多用途，设计者还可以利用计算机进行虚拟样机的构建，在计算机上制造一个模拟样机，对它的工作性能和工作特征进行研究，根据出现的状况修改原来的设计，提高产品的质量。

4 结语

计算机辅助应用在机械设计中应用的非常广泛，对提高产品的效率有着重要作用。随着时代的发展，产品更新速度加快，设计人员必须更新自己的设计技术和设计理念以适应时代的需求，将计算机辅助设计软件在机械设计中巧妙应用，使得设计产品的质量得到提高，满足激烈市场竞争的需要。

参考文献

[1]刘嘉，李晟.计算机辅助设计课程教学改革的研究与实践[J].安阳师范学院学报，2011（02）.

[2]张剑，王彩瑞.根据学习者CAD学习特点选择适合教学方法的探究[J].华章，2011（18）.

[3]魏雪.行动导向教学法在《计算机辅助设计》课中的应用[J].华章，2010（18）.

计算机辅助设计及工程分析范文第4篇

关键词：园林；计算机辅助设计；课程设置；教学改革

中图分类号：TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0175-02

Research on Computer Aided Design Curriculum of Landscape Architecture

MENG Xiang-zhi1， ZHANG Shi-jie2， YE Mian-yuan2， LIU Yu2*

（1.Tahe Vocational and Technical College， Yushu 165200， China； 2. Hainan Normal University， Haikou 571158， China）

Abstract：Computer-aided design course is a compulsory course in landscape architecture， which is one of the main courses to improve the practical operation skills of the students. At present， the computer aided design course in the garden specialty of the higher education institution has very big difference in teaching design and teaching content and so on. This paper analyzes the current situation of the teaching of computer aided design （CAD） in some colleges and universities， and puts forward some suggestions on the problems of computer aided design （CAD） in landscape architecture teaching.

Key words： Garden； Computer aided design； Course setting； Teaching reform

@林计算机辅助设计是利用计算机辅助园林工作者进行园林设计与分析工作，从而达到理想的目的和取得创新成果的一种新技术[1]。 计算机辅助制图相对于传统的徒手绘制具有快捷便利等优势，可以使图形图像、文字等信息更精确、美观，使园林规划设计更科学、合理，表现手段有质的飞跃[2]。基于此，国内高等教育相关专业院校对园林计算机辅助设计课程都十分重视。计算机辅助设计领域中，涌现出数以千计的软件，如何从浩如烟海的软件中筛选出适合当前社会发展需要的教学软件是一个难题。目前，国内在教学中广泛使用的教学软件多以CAD为基本的绘图平台，配合Photoshop （PS） 和3D （3Dmax和Sketch up） 来完成园林设计所需要的平、立、剖面图及透视图的绘制等。但各个院校之间在园林计算机辅助设计的课程设置上又存在着巨大的差异。

1 园林计算机辅助设计课程的教学目标

国内本科以上的含园林相关专业的院校基本都对园林计算机辅助设计课程的教学目标提出了较高的要求。以北京林业大学风景园林专业本科培养方案为例，该专业培养目标为培养具有良好道德品质，身心健康，从事风景园林规划与设计、风景名胜区及城市各类绿地规划设计、园林施工与管理等方面的高级工程技术人才。对学生的设计能力的要求是放在首位的。强调学生文化素质与创新能力的培养。除了课程教学外主要通过组织学生参加国内外相关的设计赛和大学生艺术节，行业发展前沿动态的名师讲堂等第二课堂的教学来提升学生计算机辅助设计的能力。

而高职高专类院校园林专业毕业生的目前就业岗位还是以园林施工为主，尤其以从事园林绿化施工、监理等相关工作比较多，而真正从事园林设计工作的比较少。所以很多高职类院校该课程的教学目标定位较低[3]。部分院校把该课程体系放入到园林制图教学模块中，在教学目标中要求学生掌握园林设计图的基本知识以及手工制图和计算机辅助绘图方法。在能力培养目标中要求学生能运用AutoCAD、Photoshop等软件绘制园林设计平面图、立面图和效果图以及能正确识读园林设计图。

2 园林计算机辅助设计课程的课程设置情况

随着当前大数据时代背景下，计算机技术迅猛更新。学生要结合园林专业知识利用计算机技术完成设计项目，正确表达设计者的设计意图，这是园林计算机辅助设计课程的教学目标。教学内容应突出计算机辅助设计技术和园林设计的有机结合，以培养能力和创新为目的，注重案例教学，让学生能在较短的时间内了解和掌握园林设计图的绘制[4]。当前园林专业计算机辅助设计课程多以课程体系的形式来开设而非早先的单一课程。一些院校例南京林业大学风景园林专业，在教学计划中包括的计算机基础、计算机辅助设计基础（CAD）以及在各门设计相关课程中增加相应的计算机辅助设计的内容；一些院校则将计算机辅助设计拆开成几门的单一的计算机软件课程来进行教学。如东北林业大学的园林专业的计算同辅助设计课程体系包括：计算机辅助园林设计和园林电脑效果图制作两部分。也有部分院校将计算机辅助设计课程体系拆分更加细化包括了CAD软件、Photoshop软件和3DMax以及Sketch up分列课程。当然后者无论是从学分设置还是课堂教学时数都远大于前者。

3 园林计算机辅助设计课程的教学方法和考核方式

由于不同学校设立风景园林专业方向和要求的差异，计算机辅助设计课程教学体系千差万别，教学方式、方法和内容等方面也各有不同。但总的说来，都在强调教学是教与学的结合，教学效果是教师与学生互动的结果，只有这样，才能真正实现培养园林设计师的教学目标。但同时由于市场需求的变化，单一的依靠课堂教学是远远不法满足社会的需求的。在教学中还会发现部分国内领军的园林院校如北京林业大学和南京林业大学等，其计算机辅助设计课程开设的内容和力度远小于其他高等院校但其毕业生的计算机辅助设计能力却是在众多院校中的佼佼者。其原因是什么？笔者看来，有以下几个方面：1）计算机辅助设计虽在风景园林专业中扮演着重要的角色，但其“辅助”地位是根本，如果脱离始终贯穿于风景园林中的艺术修养、景观文化教育，就会是无木之源，学生不可能设计出具有文化底蕴和艺术美感的作品，所以一定要做到“内外兼修”。2）重视第二课堂，当前学生对计算机的使用能力已有较好的基础，如若再强调基本技能的培养就有些浪费课堂教学时间，课上前沿案例来引领学生，鼓励学生多利用课下时间完成作品。多利用国内外大赛鼓励学生突破自我。3、考核方式，改变了传统笔考的考核方式，全面替换为机考。改变集中考试模式替换为周期考试。改变单纯表现技法替换为综合融入风景园林设计理念的综合考试。当然教师的能力与水平、学校硬件、软件配套的差异是客观存在的事实。

4 结语

计算机辅助设计课程是一门实践性非常强的课程体系，也只有通过实践才能检验其教学。这对教学老师提出了更高的要求，如果相关教师能够在教学过程中主持园林项目，一方面是提高了自身能力，另一方面也能吸{学生广泛参与社会实践。现在很多院校在国家鼓励创新创业人才背景下出台了相关鼓励教师创业的政策，但要实现这一目标仍是任重道远。同时在实际教学中，根据课程特点及学生掌握程度有针对性的制订教学内容、教学方法，确定正确的教学模式仍需进一步的探索。

参考文献：

[1] 吴雯雯.园林计算机辅助设计课程教学改革模式探索[J].科技资讯，2009（20）：235-236.

[2] 康秀琴，王金叶.风景园林专业计算机辅助设计课程教学改革[J].教育与职业，2016（1）：91-93.

计算机辅助设计及工程分析范文第5篇

关键词：计算机辅助设计 ；环境工程 ；应用

环境工程是涉及多学科的一门交叉工程学科，它根据化学、物理学、生物学 地学、医学等基础理论，运用卫生工程，给水排水工程、化学工程、机械工程等技术原理，解决废气、废水、固体废物、噪声污染等问题，目前环境工程的主要研究内容包括 ：大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用及噪声控制工程等。

环境工程也涉及该领域的技术研究与开发、工程设计、相关的设备设计与制造、施工安装、操作管理等内容，所涉及的学科越来越复杂，其工程设计的质量和速度及要求不断提高，显然沿用传统的设计方法已经不能满足当前环境工程发展的需求了，由此计算机辅助设计在环境工程中的应用也就应运而生。

一、计算机辅助设计

计算机辅助设计（以下称 CAD 技术）是工程技术人员运用计算机的软硬件系统为工具，将设计人员的思维和计算机的最佳特性结合起来，进行产品和工程设计的绘图、计算、分析、编写技术文件的技术活动的总称。它能帮助工程师进行产品或工程设计的绘图、计算、查表、线图处理、信息检索、说明书编写等。

计算机辅助设计涉及很多方面，如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。计算机辅助设计可划分为创造性设计和非创造性设计。其中，创造性的设计包括工作原理的拟定、方案的构思等，在设计过程中，人是工作的主体，要充分发挥人的创造性思维能力，使设计方案具有创新性，不同于之前的方案 ；非创造性设计，比如绘图、设计计算等，都可以通过计算机来完成。现代生活中 CAD 技术被广泛应用于机械、航天、纺织、电子、工程等产品的各种设计中。

二、环境工程概述

环境工程是环境科学的一个分支，它是研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，防治环境污染，合理利用自然资源，保护和改善环境质量的学科。其主要研究内容包括大气污染的防治工程、水污染的防治工程、固体废物处理和利用、噪声、振动及其他公害防治技术等。环境工程还研究环境污染的综合防治方法和措施，以及利用系统工程方法，在区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。

随着社会经济的发展以及科学技术的进步，工程的概念较之传统意义已经发生了许多变化，环境工程设计的主要研究内容除了大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用及噪声控制工程等四项以外，还可以按照化工设计的单元设计模式进行划分，即环境工程设计可分为厂址选择与总平面布置、污染强度计算、工艺流程设计、车间布置设计、管道布置设计、环保设备的设计与选型、环境工程项目概预算、环境工程设计中的清洁生产设计等单元设计模式，同时它也涉及该领域的技术研究与开发、工程设计、相关的设备设计与制造、施工安装、操作管理等内容。CAD 技术在环境工程设计中的应用相对机械、电子、建筑等行业来讲，起步较晚，还有许多应用问题需要解决。因此要想做好环境工程 CAD 技术方面的工作，对环境工程设计人员提出了较高的要求，不仅要具备环境工程设计方面的知识和环境工程设计所必需的法律、法规知识，还必须熟练地掌握工程 CAD 应用技术。

三、计算机辅助技术在环境工程中的应用

（一）环境工程二维图形设计

AutoCAD 软件是环境工程二维图形设计的常用软件，它是是美国 Autodesk 公司于 1982 年首先推出的通用计算机辅助绘图和设计的软件包。它从最初的 1.0 版起，到目前的最新版本AutoCAD2004 已经进行了多次升级，其功能日益增强、日趋完善。由于 AutoCAD 软件的丰富的功能及相对便宜的价格，它已经在机械 电子、建筑、环境工程、化工、纺织、轻工、商业等行业得到广泛应用，到目前为止，依然占据着主要的世界微机 CAD 市场。

在环境工程设计过程中，经常用到的二维图形通常包括以下类型 ：工艺流程图、高程图、表格图、总平面图、设备布置图、管道布置图、机械零件图、机械装配图等。

工艺流程图通常包括许多流程线、箭头、设备外形图及其标注。高程图的特点是包括流程线、许多阀门符号、高度符号标注等内容，对于各种图形符号，包括阀门符号，通常被制作图形符号库，从库中直接调用即可，如果没有库，就只好采用交互绘制方法了。总平面图基本属于建筑图领域，一般包括道路、建筑物外形、河流、环境工程的管道、风向标、构筑物表格等内容。设备布置图中一般包括设备外形、建筑物墙体、各种标注、高度符号、轴线序号、尺寸、表格、楼梯、门窗外形等内容。管道布置图通常包括管道、各种阀门、水龙头、下水地漏标注、高度符号、轴线符号等，管道的绘制通常采用带有轴测角度的、一定宽度的多义线绘制。以上二维图的绘制都可采用 AutoCAD2004 软件绘制。

（二）环境工程中数据处理技术

在工程设计过程中，经常需要引用一系列的数据资料，比如有关的图表、各种标准、实验曲线、各种规范等，在传统的设计过程中，这些资料通常是由人工查询手册或标准获得，而在 CAD 过程中，这些数据应该由计算机来处理。

设计资料有两种处理方法，一种是程序化，也就数表及线图进行查表、处理或计算是在应用程序的内部完成。将数表中的数据或线图离散化后，通过一维、二维或多维数组的形式存入计算机，检索数据时，可以使用查表或插值的检索方法，还可以将数表或线图拟合成公式，通过编制计算程序来算出所需的数据。处理过程中，一般先对输入的各自变量值转换成因变量数组的各维下标，根据下标就可以查到因变量的值，对于具有结构体数据类型的编程语言，还可以采用结构体数组的方法进行数表程序化，具有更直观的特点。

第二种是数据（或数据库）文件存储，将数表及线图中的数据按一定的文件结构输入计算机，存放在数据（或数据库）文件中，这些数据独立于应用程序，但又可以为应用程序服务。

四、 结语