Mathematica在化學(xué)化工中的應(yīng)用

前言

作者多年從事化工數(shù)值方法的教學(xué)工作，見證了隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，化工過(guò)程實(shí)際數(shù)學(xué)問題的求解方法的變遷與發(fā)展。近20年前，需要通過(guò)算法語(yǔ)言編制煩瑣的計(jì)算機(jī)程序來(lái)完成數(shù)值計(jì)算，而目前越來(lái)越多的問題可以通過(guò)Mathematica軟件的有關(guān)功能的或命令的簡(jiǎn)單調(diào)用而解決。近年來(lái)作者為化工類專業(yè)的研究生和本科生開設(shè)了數(shù)學(xué)軟件Mathematica的入門及應(yīng)用的課程，受到了學(xué)生們的喜愛。同時(shí)也發(fā)表了多篇關(guān)于Mathematica軟件在化工單元操作、化學(xué)反應(yīng)工程化工過(guò)程模擬等方面應(yīng)用的科技論文。以上實(shí)踐都促使作者將多年教學(xué)與科研的體會(huì)匯集成書，與更多的同行和同學(xué)分享。本書包括2篇：第1篇介紹Mathematica軟件的基本功能；第2篇通過(guò)實(shí)例介紹該軟件在化學(xué)化工中的應(yīng)用。本書編寫時(shí)更注重在化工過(guò)程中的實(shí)用性和系統(tǒng)性，除介紹符號(hào)計(jì)算系統(tǒng)對(duì)解析求解模型、推導(dǎo)公式的功能部分之外，不涉及過(guò)多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明，適合各種層次的讀者。既可以全面學(xué)習(xí)，也可以隨用隨查。本書第2篇涉及的各類計(jì)算都配有例題，均為化學(xué)化工中常見的數(shù)學(xué)問題，包含有關(guān)的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)、程序清單、涉及的Mathematica命令說(shuō)明、計(jì)算結(jié)果等全面的求解過(guò)程，方便讀者在遇到類似問題時(shí)的借鑒，甚至僅需把有關(guān)函數(shù)或模型換成自己要求解的問題即可。Mathematica軟件功能齊全，內(nèi)容很多，本書僅涉及在化學(xué)與化工過(guò)程中遇到的常見的數(shù)學(xué)問題的有關(guān)命令和功能，更多的內(nèi)容請(qǐng)讀者參考其他更詳細(xì)介紹Mathematica軟件的專門著作。目前Mathematica軟件已經(jīng)升級(jí)為7.0版本，并有漢化版和學(xué)生版，學(xué)生們可以到美國(guó)WolframResearch公司的網(wǎng)站www.wolfram.com上申請(qǐng)一年期的學(xué)生版練習(xí)使用。本書可作為高?；瘜W(xué)化工類專業(yè)教師及本科生、研究生數(shù)學(xué)模擬課程的參考書，也可作選修課教材；對(duì)化學(xué)、化工、醫(yī)藥、材料環(huán)境等領(lǐng)域的科技工作者和開發(fā)應(yīng)用人員也有重要的參考價(jià)值。對(duì)其他涉及數(shù)學(xué)問題的學(xué)科領(lǐng)域的讀者，也不失為一本有益的參考書。本書的編寫和出版列入了北京服裝學(xué)院2010年優(yōu)秀教材建設(shè)規(guī)劃。本書的出版得到了北京服裝學(xué)院大力支持，在此表示衷心的感謝。杜海明同學(xué)進(jìn)行了模型鑒別例題的計(jì)算，在此感謝。由于作者水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書分為2篇共12章，第1篇介紹了Mathematica軟件的基本功能；第2篇通過(guò)實(shí)例介紹了該軟件在化學(xué)化工中的應(yīng)用，包括化學(xué)化工中的微積分、代數(shù)方程（組）、常微分方程（組）和偏微分方程（組）等問題的符號(hào)計(jì)算與數(shù)值計(jì)算、插值與擬合、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等。本書涉及的各類計(jì)算均配有例題，方便讀者了解Mathematica有關(guān)命令的使用，供讀者在求解遇到的實(shí)際問題時(shí)借鑒與參考。    本書可作為化學(xué)化工類專業(yè)數(shù)學(xué)模擬課程的參考書，也可作選修課教材，對(duì)化學(xué)化工領(lǐng)域的科技工作者和開發(fā)應(yīng)用人員也有重要參考價(jià)值。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　化工數(shù)學(xué)模型與模擬　　1.1.1　化工數(shù)學(xué)模型　　1.1.2　化工數(shù)學(xué)模擬　1.2　數(shù)值計(jì)算與符號(hào)計(jì)算　1.3　Mathematica簡(jiǎn)介　1.4　其他數(shù)學(xué)軟件介紹第1篇　Mathematica的基本功能介紹　第2章　Mathematica的環(huán)境與基本操作　　2.1　Mathematica的視窗環(huán)境　　　2.1.1　Mathematica的運(yùn)行　　　2.1.2　Mathematica的工作窗口及單元　　　2.1.3　Mathematica的基本輸入模板　　2.2　Mathematica的基本操作　　　2.2.1　運(yùn)算的執(zhí)行與中斷　　　2.2.2　常用語(yǔ)法　　　2.2.3　基本輸入模板的使用　　　2.2.4　數(shù)學(xué)表達(dá)式的一維格式與二維格式　　　2.2.5　Help Browser的使用　　　2.2.6　函數(shù)庫(kù)的應(yīng)用　第3章　Mathematica的基本量　　3.1　數(shù)的類型及表達(dá)　　　3.1.1　整數(shù)　　　3.1.2　分?jǐn)?shù)　　　3.1.3　浮點(diǎn)數(shù) 　　　3.1.4　數(shù)型之間的轉(zhuǎn)換　　　3.1.5　內(nèi)部常數(shù) 　　3.2　變量　　　3.2.1　變量的命名　　　3.2.2　變量的賦值　　　3.2.3　變量的替換 　　3.3　數(shù)組　　　3.3.1　數(shù)組的生成　　　3.3.2　數(shù)組的維數(shù)函數(shù)和格式函數(shù)　　　3.3.3　數(shù)組和矩陣的計(jì)算 　　3.4　函數(shù)　　　3.4.1　常用內(nèi)部數(shù)學(xué)函數(shù)及修改　　　3.4.2　函數(shù)的定義與輸入格式　第4章　繪圖功能　　4.1　二維函數(shù)圖形　　　4.1.1　基本的二維繪圖命令Plot　　　4.1.2　繪圖命令選項(xiàng)　　　4.1.3　數(shù)據(jù)組的繪圖　　　4.1.4　圖形的合并與排列　　4.2　三維函數(shù)圖　　　4.2.1　基本三維繪圖　　　4.2.2　命令選項(xiàng)　　　4.2.3　三維數(shù)據(jù)繪圖　　　4.2.4　圖形的合并　　4.3　繪圖函數(shù)庫(kù) 　　　4.3.1　對(duì)數(shù)繪圖　　　4.3.2　Graphics`ImplicitPlot`函數(shù)庫(kù)　第5章　基本運(yùn)算　　5.1　Mathematica在微積分中的應(yīng)用　　　5.1.1　極限　　　5.1.2　微分　　　5.1.3　積分 　　5.2　方程與方程組的求解　　　5.2.1　方程的求解　　　5.2.2　非線性方程的數(shù)值解　　　5.2.3　解的精度問題　　　5.2.4　方程組的解　　5.3　微分方程的解　　　5.3.1　微分方程的解析解　　　5.3.2　微分方程的數(shù)值解　　5.4　插值與擬合　　　5.4.1　代數(shù)插值　　　5.4.2　曲線擬合　　5.5　數(shù)理統(tǒng)計(jì) 　　　5.5.1　描述統(tǒng)計(jì)　　　5.5.2　離散分布　　　5.5.3　連續(xù)分布　　　5.5.4　置信區(qū)間 　　　5.5.5　假設(shè)檢驗(yàn)　　　5.5.6　線性與非線性回歸 第2篇　Mathematica在化學(xué)化工中的應(yīng)用附錄1　常用符號(hào)附錄2　常用命令或函數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《Mathematica在化學(xué)化工中的應(yīng)用》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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