计算机在化学化工中的应用（第4版）

　　本书是介绍计算机在化学化工中应用的实用基础教程，全书分为3篇12章。上篇（第1~5章）主要介绍如何利用计算机高速精确的计算功能，解决化学化工中的实际问题。包括：VB编程语言应用基础、MATLAB编程应用基础、实验数据处理及拟合、模型参数计算、各类非线性方程的求解、大型线性方程组求解、常微分方程及偏微分方程等计算机求解方法。以上内容均结合化工的实际例子进行讲解，并配有调试通过的各类程序供读者使用。中篇（第6~9章）分别介绍了Office、Origin、AutoCAD及Aspen Plus四个软件在化学化工中的实际应用，通过大量的化学化工应用实例，使读者快速掌握该四种软件在化学化工中的具体应用。尤其针对Office系列软件中的Excel软件，介绍了参数拟合、单变量方程求解、规划求解、回归分析、宏编程等非常实用的内容。下篇（第10~12章），分别介绍了AutoCAD中的Visual LISP语言的二次开发、化工过程计算机自动测量和仿真模拟系统、化学化工通用试题库开发等化工应用实例软件并配有调试通过的程序。本书可作为化学化工类专科、本科生计算机应用教科书，也可以作为从事计算机化学化工应用科技人员的参考书。本书还可以作为化学化工类专业短学时计算机编程语言的教材。

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上篇 化工编程应用基础

第1章 VB6.0编程基础及在化学化工中的应用 1

1.1 VB概述 1

1.1.1 VB发展历史 1

1.1.2 VB语言特性 2

1.1.3 VB安装及启动 3

1.1.4 VB未来展望 5

1.2 VB主要控件介绍 5

1.2.1 对象及其要素 5

1.2.2 窗体对象 10

1.2.3 主要控件 13

1.3 VB编程基础及化工应用案例介绍 23

1.3.1 变量与常量 23

1.3.2 运算符与常用函数 29

1.3.3 VB程序运行控制结构 34

1.3.4 数组与过程 43

1.3.5 基本文件操作基础 49

1.3.6 数据库应用程序设计 55

1.4 VB绘图基础及化工应用案例介绍 55

1.4.1 窗体图纸 55

1.4.2 图片框图纸 56

1.4.3 直线的绘制 58

1.4.4 圆及椭圆的绘制 60

1.4.5 点的绘制 61

1.4.6 化工工艺流程图绘制 61

习题 66

第2章 MATLAB编程基础及在化学化工的应用 67

2.1 MATLAB概述 67

2.1.1 版本介绍 67

2.1.2 安装启动 67

2.1.3 主要功能 69

2.1.4 基本知识 69

2.2 MATLAB在化学化工实验数据拟合及模型参数计算中的应用 91

2.2.1 polyfit拟合 91

2.2.2 regress多变量回归拟合 93

2.2.3 lsqcurvefit任意函数形式拟合 94

2.2.4 利用cftool工具箱拟合 96

2.2.5 lsqnonlin函数参数辨识 98

2.3 MATLAB在化学化工线性与非线性方程及方程组求解中的应用 102

2.3.1 单变量方程求解 102

2.3.2 线性方程组求解 104

2.3.3 非线性方程组求解 104

2.4 MATLAB求解化工常微分方程(组)和偏微分方程(组) 107

2.4.1 常微分方程(组)求解 107

2.4.2 偏微分方程(组)求解 113

2.5 MATLAB在化学化工优化求解中的应用 118

2.5.1 线性规划求解 118

2.5.2 非线性优化求解 119

习题 121

第3章 化学化工实验数据及模型参数拟合原理与方法 123

3.1 问题的提出 123

3.2 拟合的标准 124

3.3 单变量拟合和多变量拟合 125

3.3.1 单变量拟合 125

3.3.2 多变量的曲线拟合 132

3.4 解矛盾方程组 134

3.5 化工参数拟合2.0软件介绍 146

3.5.1 软件主要功能介绍 146

3.5.2 软件具体应用 147

3.5.3 软件拓展 150

习题 150

第4章 化学化工非线性方程及线性方程组求解 153

4.1 化学化工非线性方程实际问题的提出 153

4.2 实根的对分法 154

4.2.1 使用对分法的条件 154

4.2.2 对分法求根算法 154

4.2.3 对分法VB程序清单 155

4.3 其他计算方法简介 157

4.4 化工生产中非线性方程组求解应用实例 160

4.5 线性方程组求解 162

4.5.1 高斯消去法原理 162

4.5.2 高斯消去法程序及实例 163

4.5.3 主元*高斯消去法 164

习题 166

第5章 化工微分方程和偏微分方程数值求解 168

5.1 微分方程在化工中的应用 168

5.2 常微分方程几种常用计算公式 169

5.3 常微分方程组的数值解法 173

5.3.1 一阶常微分方程组的数值解法 173

5.3.2 高阶常微分方程数值方法 175

5.4 常微分方程VB软件介绍 175

5.5 化工偏微分方程问题的提出 180

5.6 基本离散化公式 181

5.7 几种常见偏微分方程的离散化计算 182

5.8 吸附床传热传质模型中偏微分方程求解实例 192

5.8.1 基本设定及假设 192

5.8.2 流体传热模型的建立 192

5.8.3 吸附床内吸附剂传热传质模型的建立 193

5.8.4 吸附器壁面温度轴向分布方程 194

5.8.5 吸附器内/外无量纲化方程 194

5.8.6 模型的离散化 194

5.8.7 模型的数值求解及计算机程序介绍 196

习题 196

中篇 化工常用软件应用

第6章 Office软件在化工中的应用 198

6.1 MicrosoftWord在化学化工论文及文献书写中的应用 199

6.1.1 应用背景及内容 199

6.1.2 公式及分子式的输入 200

6.1.3 三线表的制作 205

6.1.4 图的制作及图文混排 206

6.2 MicrosoftExcel在化工数据处理中的应用 208

6.2.1 Excel功能简介 208

6.2.2 基本计算功能 208

6.2.3 Excel规划求解 212

6.2.4 Excel回归分析 215

6.3 Excel中的宏及其编程应用 217

6.3.1 加载宏组件 217

6.3.2 宏安全性设置 219

6.3.3 宏的录制 219

6.3.4 宏的调用 220

6.3.5 宏的编程 222

6.4 基于慕课的一解多题 224

6.4.1 案例的选择及求解方法 224

6.4.2 一解多题慕课教学实践 225

习题 229

第7章 Origin在化学化工实验数据处理中的应用 233

7.1 Origin简介 233

7.2 Origin的基本操作 233

7.2.1 Origin的安装 234

7.2.2 数据输入 234

7.2.3 图形生成 237

7.3 Origin功能设置 241

7.3.1 坐标轴的设置 241

7.3.2 线条及实验点图标的设置 242

7.3.3 其他一些实用技巧 243

7.4 多图层绘制 244

7.5 数据的拟合 246

7.6 应用示例 247

习题 250

第8章 AutoCAD软件在化工制图中的应用 254

8.1 化工制图概述 254

8.1.1 化工工艺图 254

8.1.2 设备布置图 256

8.1.3 管道布置图 256

8.1.4 化工设备图 257

8.2 AutoCAD简介 257

8.3 AutoCAD2008 (2016)主要功能 258

8.3.1 AutoCAD2008的运行环境 258

8.3.2 AutoCAD2008的安装及工作界面 259

8.3.3 AutoCAD2008 (2016)主要功能介绍 262

8.3.4 AutoCAD2008文本输入和尺寸标注 277

8.3.5 AutoCAD2008绘图过程 281

8.4 化工容器AutoCAD2008绘制 283

8.4.1 储槽绘制前的准备工作 283

8.4.2 设置图层、比例及图框 284

8.4.3 画中心线 286

8.4.4 画主体结构 289

8.4.5 画局部放大图 299

8.4.6 画剖面线及焊缝线 299

8.4.7 画指引线 300

8.4.8 标注尺寸 300

8.4.9 写技术说明,绘管口表、标题栏、明细栏、技术特性表等 301

习题 302

第9章 AspenPlus在化工流程模拟计算中的应用 305

9.1 AspenPlus概述 305

9.2 AspenPlus基本操作 309

9.2.1 AspenPlus软件安装 309

9.2.2 AspenPlus软件运算 310

9.3 AspenPlus应用实例 312

9.3.1 物性计算 312

9.3.2 流程模拟 320

9.3.3 灵敏度分析 331

9.3.4 设计规定 335

9.3.5 优化分析 337

习题 338

下篇 化工应用软件开发

第10章 AutoCAD二次开发化工制图软件 339

10.1 AutoCAD二次开发概述 339

10.1.1 二次开发的目的及必要性 339

10.1.2 二次开发几种主要语言简介 340

10.1.3 AutoCAD二次开发的思路及步骤 343

10.2 AutoLISP语言基础 343

10.2.1 基本运算 344

10.2.2 基本函数 346

10.2.3 编程中常用的分支及条件判断函数 350

10.2.4 常用的绘图命令 353

10.2.5 AutoLISP命令调用过程 365

10.3 VisualLISP开发基础 365

10.3.1 安装 365

10.3.2 启动 365

10.3.3 编辑 366

10.3.4 调试 367

10.4 DCL基础 368

10.4.1 定义 368

10.4.2 控件 368

10.4.3 程序编辑 369

10.4.4 软件调试及加载 371

10.5 AutoCAD实例开发 372

10.5.1 法兰绘制 372

10.5.2 某零件三维视图绘制 380

10.5.3 立体法兰绘制 389

10.6 读者练习 392

第11章 化学化工过程计算机测量与控制系统及仿真模拟系统开发 397

11.1 计算机测量与控制基本原理 397

11.1.1 概述 397

11.1.2 测量基本原理 398

11.1.3 控制基本原理 398

11.1.4 两种不同的数据处理系统 399

11.2 串行通信测量系统软件开发 399

11.2.1 软件要求及功能 399

11.2.2 基本原理 400

11.2.3 系统软硬件配置 400

11.2.4 软件窗体设置 400

11.2.5 主要源代码及说明 401

11.3 化工仿真软件开发 408

11.3.1 仿真(定义、数模) 409

11.3.2 化学化工仿真 409

11.3.3 仿真软件开发策略 409

11.3.4 化工仿真软件基本要求及功能 410

11.3.5 化工仿真软件开发中的几个主要问题 411

11.3.6 强化传热过程实验仿真软件开发 412

习题 429

第12章 化学化工通用试题库及机考辅助教学系统软件开发 430

12.1 概述 430

12.2 化学化工通用试题库及机考辅助教学系统软件开发方案的确定 431

12.2.1 软件需求及服务对象分析 432

12.2.2 软件所需资源分析 432

12.2.3 软件开发平台确定 432

12.2.4 软件功能及逻辑结构确定 433

12.3 化学化工通用试题库及机考辅助教学系统软件具体功能代码编写 433

12.3.1 数据库的建立及连接 434

12.3.2 数据绑定及窗体开发 438

12.3.3 教师系统代码开发 440

12.3.4 学生系统代码开发 443

12.4 软件的维护及进一步改进 449

习题 450

参考文献 451