計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用

前言

隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的高速發(fā)展及其與傳統(tǒng)化學(xué)、化工學(xué)科的不斷交叉、滲透與整合，現(xiàn)代計算機技術(shù)正在化學(xué)、化工專業(yè)的科研、生產(chǎn)、教學(xué)中起到日益重要的作用。計算機在化學(xué)、化工專業(yè)的應(yīng)用已不僅局限于傳統(tǒng)的辦公、圖形處理等范圍。在化學(xué)品開發(fā)、反應(yīng)機理研究、設(shè)備設(shè)計、過程控制、工藝優(yōu)化、輔助教學(xué)等領(lǐng)域，計算化學(xué)和計算化學(xué)工程的重要作用日益凸顯。對于化學(xué)、化工專業(yè)的學(xué)生和科研人員，熟練應(yīng)用計算機解決學(xué)習(xí)、科研、工作中面臨的各種問題已成為必備的基本技能。本書主要介紹應(yīng)用計算機解決化學(xué)、化工領(lǐng)域一些常見問題的基本理論、方法、軟件和應(yīng)用。在全書的編排組織上，根據(jù)化學(xué)化工專業(yè)科研問題的一般研究思路和常用方法，全書分為文獻(xiàn)檢索與管理、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、化學(xué)化工圖形與圖像處理、化學(xué)化工計算、論文撰寫與演示五個相對獨立的部分。第1、2章主要介紹化學(xué)化工相關(guān)文獻(xiàn)、專利、文摘等的檢索及文獻(xiàn)的管理與應(yīng)用；第3章介紹正交實驗設(shè)計方法、實驗結(jié)果的分析處理方法及計算機實現(xiàn)；第4～6章介紹化學(xué)、化工常用圖形的編輯制作，包括化學(xué)分子式、實驗設(shè)備圖形的繪制，實驗數(shù)據(jù)的圖形化以及工藝流程圖和設(shè)備圖的繪制；第7～9章主要介紹化學(xué)化工常見計算問題，包括Matlab在插值、方程求根、方程組求解等方面的應(yīng)用，最優(yōu)化問題的模型、算法及計算機求解，以及過程模擬技術(shù)。第10章主要介紹學(xué)術(shù)論文的撰寫思路、結(jié)構(gòu)、格式要求，相關(guān)排版技術(shù)及演示文稿的制作。本書由李謙、毛立群、房曉敏任主編，郭泉輝、李潤明、徐元清任副主編。全書由李謙統(tǒng)稿。唐少峰、李靜茹、孫偉娜、王虹、朱琳等參加了本書部分章節(jié)的編校工作。由于編者水平所限，不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和專家批評指正。

內(nèi)容概要

　　《計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用》主要介紹應(yīng)用計算機解決化學(xué)、化工領(lǐng)域一些常見問題的基本理論、方法、軟件和應(yīng)用。全書分為文獻(xiàn)檢索與管理、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、化學(xué)化工圖形與圖像處理、化學(xué)化工計算、論文撰寫與演示五個相對獨立的部分。具體內(nèi)容包括：計算機文獻(xiàn)檢索，計算機文獻(xiàn)管理，正交試驗設(shè)計，化學(xué)編輯排版，實驗數(shù)據(jù)的圖形化處理，使用Visio 2007繪制化學(xué)化工圖形，Matlab與化學(xué)化工計算，Excel與化工最優(yōu)化問題，化工過程模擬，計算機在科技論文撰寫及演講中的應(yīng)用，附錄部分介紹了Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)及學(xué)術(shù)論文撰寫規(guī)范示例。　　《計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用》可供高等及高職高專院?；瘜W(xué)、化學(xué)工程及相關(guān)專業(yè)師生使用，也可供計算機技術(shù)愛好者參考。

書籍目錄

1 計算機文獻(xiàn)檢索 1.1 Internet上的化學(xué)化工信息資源 1 1.2 通過Internet搜索引擎查找化學(xué)化工信息 1 1.2.1 谷歌 1 1.2.2 百度 3 1.3 化學(xué)化工文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫的檢索 5 1.3.1 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（中國知網(wǎng)） 5 1.3.2 工程索引EI 9 1.3.3 科學(xué)引文索引SCI 10 1.3.4 Elsevier數(shù)據(jù)庫 13 1.3.5 Wiley InterScience數(shù)據(jù)庫 15 1.3.6 美國化學(xué)會（ACS）期刊數(shù)據(jù)庫 15 1.3.7 其他文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫 15 1.4 專利檢索 17 1.4.1 專利、專利文獻(xiàn)與專利說明書 17 1.4.2 德溫特世界專利創(chuàng)新索引 18 1.4.3 中國專利檢索 18 1.4.4 美國專利檢索 18 1.5 Internet上的物性數(shù)據(jù)庫 21 1.5.1 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的物性數(shù)據(jù)庫 21 1.5.2 分布式化學(xué)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一查詢接口 CS ChemFinder 21 1.5.3 溶劑數(shù)據(jù)庫SOLV-DB 21 1.5.4 國際化學(xué)試劑供應(yīng)商 Aldrich的網(wǎng)站 21 1.6 網(wǎng)上化學(xué)化工標(biāo)準(zhǔn) 22 1.6.1 中國標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng) 22 1.6.2 世界標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng) 22 1.6.3 標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的導(dǎo)航站點 22 2 計算機文獻(xiàn)管理 23 2.1 EndNote簡介 23 2.2 建立EndNote數(shù)據(jù)庫 23 2.3 錄入文獻(xiàn) 24 2.3.1 手工錄入 24 2.3.2 聯(lián)網(wǎng)直接檢索 25 2.3.3 從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫下載導(dǎo)入 26 2.4 EndNote的使用 33 2.4.1 在Word中插入并編排參考文獻(xiàn) 33 2.4.2 EndNote樣式（Style） 35 2.4.3 利用論文模板撰寫論文 35 習(xí)題 37 3 正交試驗設(shè)計 38 3.1 正交試驗的基本概念 38 3.1.1 正交表 38 3.1.2 交互作用表 39 3.1.3 混合型正交表 40 3.2 正交試驗設(shè)計 40 3.3 正交試驗的數(shù)據(jù)處理 42 3.3.1 正交試驗數(shù)據(jù)的直觀分析 43 3.3.2 正交試驗數(shù)據(jù)的方差分析 46 3.4 Excel在正交試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用 48 3.4.1 Excel的基本操作 48 3.4.2 Excel在正交試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用 49 習(xí)題 52 4 化學(xué)編輯排版 53 4.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)繪制軟件ACD/ChemSketch 簡介 53 4.1.1 ACD/ChemSketch簡介 53 4.1.2 結(jié)構(gòu)模式和繪圖模式 53 4.2 分子結(jié)構(gòu)繪制 55 4.2.1 簡單分子結(jié)構(gòu)的繪制 55 4.2.2 復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的繪制 59 4.2.3 化學(xué)反應(yīng)式的繪制 62 4.3 圖形的繪制 62 4.4 使用ChemSketch預(yù)測化合物的宏觀性質(zhì) 64 4.5 其他重要化學(xué)繪圖軟件簡介 65 4.5.1 ChemOffice和ChemBioOffice 65 4.5.2 ChemWindow 66 4.5.3 ISIS Draw 67 習(xí)題 67 5 實驗數(shù)據(jù)的圖形化處理 69 5.1 Origin基礎(chǔ)知識 69 5.1.1 Origin主界面 69 5.1.2 Origin項目文件 69 5.1.3 Origin子窗口 70 5.2 數(shù)據(jù)錄入 71 5.2.1 手動輸入 71 5.2.2 通過剪貼板傳送 71 5.2.3 由數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入 71 5.3 繪圖 72 5.3.1 單層二維圖形 72 5.3.2 多層二維圖形 73 5.3.3 圖形定制 74 5.3.4 三維圖形 77 5.4 圖形輸出 79 5.4.1 通過剪貼板輸出 79 5.4.2 輸出圖形文件 79 5.5 數(shù)據(jù)擬合 80 5.5.1 線性擬合 80 5.5.2 多項式擬合 81 5.5.3 其他非線性擬合 81 5.5.4 自定義函數(shù)擬合 82 習(xí)題 85 6 使用Visio 2007繪制化學(xué)化工圖形 86 6.1.1 Visio 2007簡介 86 6.1.2 圖形繪制基礎(chǔ) 86 6.1.3 文本的創(chuàng)建和編輯 94 6.1.4 圖層的應(yīng)用 94 6.2 化工工藝流程圖的繪制 95 6.2.1 應(yīng)用工藝流程圖模板建立新圖形 95 6.2.2 添加設(shè)備、管道與閥門 95 6.2.3 添加儀表與批注 97 6.2.4 工藝流程圖的繪制 97 6.3 化工設(shè)備圖的繪制 105 6.3.1 確定圖幅與比例 105 6.3.2 圖面安排 105 6.3.3 繪制各視圖 106 6.3.4 添加標(biāo)注、明細(xì)欄、技術(shù)要求 106 習(xí)題 111 7 Matlab與化學(xué)化工計算 113 7.1 Matlab基礎(chǔ)知識 113 7.1.1 Matlab簡介 113 7.1.2 Matlab的界面 113 7.1.3 Matlab的幫助功能 113 7.2 線性方程組的求解 115 7.2.1 線性方程組的一般形式 116 7.2.2 線性方程組解的判斷 116 7.2.3 線性方程組的直接求解 117 7.3 數(shù)據(jù)插值 119 7.3.1 數(shù)據(jù)插值簡介 119 7.3.2 插值方法 120 7.3.3 使用Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)插值 121 7.4 非線性方程（組）的求解 124 7.4.1 非線性方程（組）的數(shù)值求解 124 7.4.2 使用Matlab求解非線性方程（組） 125 7.5 常微分方程（組）的數(shù)值解 128 7.5.1 化工中的常微分方程（組） 128 7.5.2 常微分方程（組）的數(shù)值解法 128 7.5.3 使用Matlab求解常微分方程（組） 132 習(xí)題 136 8 Excel與化工最優(yōu)化問題 137 8.1 化工最優(yōu)化問題 137 8.1.1 化工最優(yōu)化問題的提出 137 8.1.2 化工最優(yōu)化問題的幾個概念 138 8.1.3 化工最優(yōu)化問題的分類 138 8.2 線性規(guī)劃 139 8.2.1 線性規(guī)劃的基本理論 139 8.2.2 線性規(guī)劃問題的常用求解方法 141 8.2.3 Excel的規(guī)劃求解工具 142 8.2.4 使用Excel規(guī)劃求解工具求解線性規(guī)劃問題 143 8.3 非線性規(guī)劃 149 8.3.1 解析法求解非線性規(guī)劃問題 150 8.3.2 非線性規(guī)劃問題的數(shù)值求解 152 8.3.3 使用Excel求解非線性規(guī)劃問題 152 習(xí)題 153 9 化工過程模擬 155 9.1 化工過程模擬技術(shù) 155 9.1.1 化工過程模擬技術(shù)簡介 155 9.1.2 穩(wěn)態(tài)模擬與動態(tài)模擬 155 9.2 Aspen Plus的基本操作 156 9.2.1 Aspen Plus軟件介紹 156 9.2.2 Aspen Plus的用戶界面 157 9.2.3 使用Aspen Plus進(jìn)行過程模擬的一般步驟 158 9.3 使用Aspen Plus進(jìn)行過程模擬的應(yīng)用實例 159 9.3.1 閃蒸單元模擬 159 9.3.2 C2組分精餾分離過程設(shè)計 164 9.3.3 復(fù)雜過程的模擬 174 9.4 計算流體力學(xué) 176 9.4.1 CFD簡介 176 9.4.2 CFD模擬的基本步驟 177 9.4.3 商品化通用CFD軟件 177 習(xí)題 178 10 計算機在科技論文撰寫及演講中的應(yīng)用 179 10.1 科技論文 179 10.1.1 科技論文簡介 179 10.1.2 科技論文的基本結(jié)構(gòu) 179 10.1.3 期刊發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 180 10.1.4 學(xué)位論文 180 10.1.5 科技論文的內(nèi)容與格式要求 180 10.2 Microsoft Word在論文撰寫中的應(yīng)用 182 10.2.1 Microsoft Word 2007的用戶界面 182 10.2.2 Microsoft Word的基本操作 183 10.2.3 使用Microsoft Word撰寫論文 198 10.3 PowerPoint在制作幻燈片中的應(yīng)用 199 10.3.1 PowerPoint的用戶界面 199 10.3.2 PowerPoint的基本操作 199 附錄Ⅰ Matlab應(yīng)用基礎(chǔ) 207 1.1 Matlab的數(shù)據(jù)類型與計算功能 207 1.1.1 變量和常量 207 1.1.2 數(shù)字、變量的運算與格式 207 1.1.3 字符串及其運算 208 1.1.4 矩陣及其運算 210 1.2 變量和工作空間的管理 219 1.2.1 變量的查找 219 1.2.2 變量的保存和讀取 219 1.2.3 變量的清除 220 1.3 Matlab的常用圖形處理功能 221 1.3.1 圖形窗口與子圖的操作命令 221 1.3.2 二維圖形繪制命令 222 1.3.3 三維圖形繪制命令 224 附錄Ⅱ 學(xué)術(shù)論文撰寫規(guī)范示例 229 Ⅱ.1 某期刊投稿簡則 229 Ⅱ.2 某研究所研究生學(xué)位論文撰寫規(guī)則 230 參考文獻(xiàn) 236

章節(jié)摘錄

插圖：專利、專利文獻(xiàn)與專利說明書專利（Patent）是發(fā)明人或設(shè)計人所做出的發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計，經(jīng)申請批準(zhǔn)后，在法律規(guī)定的有效期內(nèi)，授予受保護(hù)的專利權(quán)，即專利權(quán)人享有獨占利益。專利可分為發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設(shè)計專利3種類型。專利文獻(xiàn)的內(nèi)容包括：一切與工業(yè)產(chǎn)權(quán)（包括專利權(quán)和顯著標(biāo)記權(quán)）有關(guān)的文獻(xiàn)，尤其指專利局出版的公報（專利公報）、專利說明書、專利文獻(xiàn)、專利題錄、與專利有關(guān)的法律文件、專利檢索工具等。據(jù)統(tǒng)計有90％～95％的創(chuàng)新發(fā)明最先表現(xiàn)在專利文獻(xiàn)中，因此專利文獻(xiàn)是及時跟蹤科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最新進(jìn)展的重要媒介。專利文獻(xiàn)的主體是專利說明書，專利說明書包含如下內(nèi)容：發(fā)明的名稱、所屬技術(shù)問題領(lǐng)域、現(xiàn)有技術(shù)、發(fā)明的目的、發(fā)明的內(nèi)容、發(fā)明的效果、附圖及附圖簡單說明、實施例等。

編輯推薦

《計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用》是高等學(xué)校“十一五”規(guī)劃教材。

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