Mathematica在化學化工中的應用

前言

作者多年從事化工數(shù)值方法的教學工作，見證了隨計算機技術(shù)的發(fā)展，化工過程實際數(shù)學問題的求解方法的變遷與發(fā)展。近20年前，需要通過算法語言編制煩瑣的計算機程序來完成數(shù)值計算，而目前越來越多的問題可以通過Mathematica軟件的有關(guān)功能的或命令的簡單調(diào)用而解決。近年來作者為化工類專業(yè)的研究生和本科生開設(shè)了數(shù)學軟件Mathematica的入門及應用的課程，受到了學生們的喜愛。同時也發(fā)表了多篇關(guān)于Mathematica軟件在化工單元操作、化學反應工程化工過程模擬等方面應用的科技論文。以上實踐都促使作者將多年教學與科研的體會匯集成書，與更多的同行和同學分享。本書包括2篇：第1篇介紹Mathematica軟件的基本功能；第2篇通過實例介紹該軟件在化學化工中的應用。本書編寫時更注重在化工過程中的實用性和系統(tǒng)性，除介紹符號計算系統(tǒng)對解析求解模型、推導公式的功能部分之外，不涉及過多的數(shù)學推導和證明，適合各種層次的讀者。既可以全面學習，也可以隨用隨查。本書第2篇涉及的各類計算都配有例題，均為化學化工中常見的數(shù)學問題，包含有關(guān)的數(shù)學模型及參數(shù)、程序清單、涉及的Mathematica命令說明、計算結(jié)果等全面的求解過程，方便讀者在遇到類似問題時的借鑒，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，本書僅涉及在化學與化工過程中遇到的常見的數(shù)學問題的有關(guān)命令和功能，更多的內(nèi)容請讀者參考其他更詳細介紹Mathematica軟件的專門著作。目前Mathematica軟件已經(jīng)升級為7.0版本，并有漢化版和學生版，學生們可以到美國WolframResearch公司的網(wǎng)站www.wolfram.com上申請一年期的學生版練習使用。本書可作為高校化學化工類專業(yè)教師及本科生、研究生數(shù)學模擬課程的參考書，也可作選修課教材；對化學、化工、醫(yī)藥、材料環(huán)境等領(lǐng)域的科技工作者和開發(fā)應用人員也有重要的參考價值。對其他涉及數(shù)學問題的學科領(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院大力支持，在此表示衷心的感謝。杜海明同學進行了模型鑒別例題的計算，在此感謝。由于作者水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。

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篇通過實例介紹了該軟件在化學化工中的應用，包括化學化工中的微積分、代數(shù)方程（組）、常微分方程（組）和偏微分方程（組）等問題的符號計算與數(shù)值計算、插值與擬合、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等。本書涉及的各類計算均配有例題，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際問題時借鑒與參考。    本書可作為化學化工類專業(yè)數(shù)學模擬課程的參考書，也可作選修課教材，對化學化工領(lǐng)域的科技工作者和開發(fā)應用人員也有重要參考價值。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　化工數(shù)學模型與模擬　　1.1.1　化工數(shù)學模型　　1.1.2　化工數(shù)學模擬　1.2　數(shù)值計算與符號計算　1.3　Mathematica簡介　1.4　其他數(shù)學軟件介紹第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　運算的執(zhí)行與中斷　　　2.2.2　常用語法　　　2.2.3　基本輸入模板的使用　　　2.2.4　數(shù)學表達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)庫的應用　第3章　Mathematica的基本量　　3.1　數(shù)的類型及表達　　　3.1.1　整數(shù)　　　3.1.2　分數(shù)　　　3.1.3　浮點數(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)組和矩陣的計算 　　3.4　函數(shù)　　　3.4.1　常用內(nèi)部數(shù)學函數(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　　　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　　　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 　　　4.3.1　對數(shù)繪圖　　　4.3.2　Graphics`ImplicitPlot`函數(shù)庫　第5章　基本運算　　5.1　Mathematica在微積分中的應用　　　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 　　　5.5.1　描述統(tǒng)計　　　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　　　5.5.6　線性與非線性回歸 第2篇　Mathematica在化學化工中的應用附錄1　常用符號附錄2　常用命令或函數(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《Mathematica在化學化工中的應用》是由化學工業(yè)出版社出版的。

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