本書論述了化工領域中常用的數值計算方法、化工工藝計算基礎及其計算機程序設計。全書分為四部分,共八章。內容包括計算機和數值計算方法在化工計算中的應用基礎,非線性代數方程和線性代數方程組的數值解、函數插值、數值積分、常微分方程與常微分程組的數值解、過程最優化方法,化工實驗數據處理中常用的線性回歸、曲線擬合以及化工工藝計算中常用的汽液相平衡計算、物料與熱量衡算等。各種算法均有化工實際例題和運用QBASIC語言 編寫的結構化源程序。本書從典型實例入手,逐步深入,便于自學。本書可作為高等院校化工類及相關專業高年級學生或研究生教材,也可供從事化學化工及相關專業工作的科技人員參考。
化學工程與技術學科涉及的計算內容十分廣泛,然而化工實驗數據的處理、氣液相平衡計算、物料與熱量的衡算是最基本的內容。由于描述這些問題的數學模型過于復雜,難以用常規的數學分析的方法求得解析解,需要應用數值計算方法和計算機求其數值解。因此,本書旨在介紹數值計算方法在化工領域中的應用及如何根據數值計算方法來編寫計算機源程序,提供一種利用計算機進行快速化工計算的方法。
第1章緒論
1.1計算機在化工計算中的重要性
1.2數值計算方法
1.2.1什么是數值計算方法
1.2.2為什么要學習數值計算方法
1.3程序設計的一般概念
1.3.1程序和程序設計
1.3.2程序設計語言
1.3.3框圖(流程圖)
1.3.4計算機解題的步驟
1.4誤差的來源、表示及傳遞
1.4.1誤差的來源和分類
1.4.2誤差的表示
1.4.3誤差的傳遞
第2章非線性代數方程的數值解 第1章緒論
1.1計算機在化工計算中的重要性
1.2數值計算方法
1.2.1什么是數值計算方法
1.2.2為什么要學習數值計算方法
1.3程序設計的一般概念
1.3.1程序和程序設計
1.3.2程序設計語言
1.3.3框圖(流程圖)
1.3.4計算機解題的步驟
1.4誤差的來源、表示及傳遞
1.4.1誤差的來源和分類
1.4.2誤差的表示
1.4.3誤差的傳遞
第2章非線性代數方程的數值解
2.1逐步掃描法求根的初始近似值
2.1.1方法概述
2.1.2程序框圖
2.1.3計算實例
2.2求根的精確解
2.2.1二分法
2.2.2迭代法
2.2.3迭代過程的加速
2.2.4牛頓法
2.2.5弦截法
第3章插值、微分和積分
3.1函數插值
3.1.1線性插值法
3.1.2拉格朗日多項式插值法
3.1.3分段拉格朗日插值法
3.2數值微分法
3.2.1方法概述
3.2.2程序框圖
3.2.3計算實例
3.3數值積分法
3.3.1方法概述
3.3.2程序框圖
3.3.3計算實例
第4章常微分方程(組)的數值解
4.1常微分方程的數值解
4.2常微分方程初值問題的數值解
4.2.1歐拉法
4.2.2改良歐拉法
4.2.3龍格?庫塔法
4.3常微分方程組初值問題的數值解
4.3.1方法概述
4.3.2程序框圖
4.3.3計算實例
4.4高階常微分方程初值問題的
數值解
4.4.1方法概述
4.4.2程序框圖
4.4.3計算實例
4.5常微分方程邊值問題的數值解
4.5.1有限差分法
4.5.2試差法
第5章線性代數方程組的數值解
5.1解線性代數方程組的迭代法
5.1.1簡單迭代法
5.1.2賽德爾迭代法
5.2解線性代數方程組的消元法
5.2.1消元法
5.2.2列主元消去法
5.3解非線性方程組的牛頓?
拉夫森法
5.3.1方法概述
5.3.2程序框圖
5.3.3計算實例
第6章回歸分析和曲線擬合
6.1一元線性回歸
6.1.1方法概述
6.1.2程序框圖
6.1.3計算實例
6.2多元線性回歸
6.2.1方法概述
6.2.2程序框圖
6.2.3計算實例
6.3剔除可疑數據及其計算程序
6.3.1剔除可疑數據的方法
6.3.2剔除可疑數據的計算程序框圖
6.3.3計算實例
6.4多項式擬合
6.4.1方法概述
6.4.2程序框圖
6.4.3計算實例
第7章過程最優化
7.1單變量函數的最優化方法
7.1.1搜索區間的確定
7.1.2區間消去法——菲波那西法和黃金分割法
7.1.3插值法
7.2無約束多變量函數最優化的單純形法
7.2.1方法概述
7.2.2程序框圖
7.2.3計算實例
7.3有約束多變量函數最優化的復合形法
7.3.1方法概述
7.3.2程序框圖
7.3.3計算實例
第8章化工工藝計算基礎
8.1氣液相平衡計算
8.1.1相平衡關系式
8.1.2液相活度系數關聯式
8.1.3泡點計算
8.1.4露點計算
8.1.5等溫閃蒸計算
8.1.6二元溶液恒沸點的預測
8.2物料衡算
8.2.1方法概述
8.2.2物料衡算流程圖和衡算式
8.2.3物料衡算的基本步驟
8.2.4基準及其選擇
8.2.5計算實例
8.3能量衡算
8.3.1方法概述
8.3.2計算實例
8.4多單元過程的物料及能量衡算
附錄
附錄1EXCEL高級應用基礎簡介
附錄2EXCEL在化學化工數值計算中
的應用
附錄3EXCEL在化學化工實驗數據處理
中的應用
參考文獻