院-计算机在材料科学中的应用-绪论-第一章数学建模

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1、计算机在材料科学中的应用孝感学院化学与材料科学学院2011.10主讲：汪连生（副教授、博士）Email:wangls20052005@yahoo.com.cn《计算机在材料科学中的应用》是材料类专业一门同计算机应用有密切联系的专业选修课。本课程的教学目的是在加强读者对基础知识、基本方法掌握的基础上，结合材料科学研究领域的新方法、新技术中计算机的应用，注重培养学生利用计算机解决实际问题的能力，培养和引导学生的创新意识。通过学习本课程应主要了解以下几方面的内容：（1）材料科学研究中数学模型的建立方法、常用的数值分析方法和主要物理场的数值模拟；（2

2、）材料行为工艺的计算机模拟方法;（3）材料数据库和专家系统与新材料、新合金的计算机辅助设计；（4）材料加工过程的计算机控制、计算机在材料性能检测方面的应用；（5）材料科学研究中计算机数据和图像分析、处理方法；（6）利用互联网进行文献检索并研究材料方面的有关问题。课程介绍1、掌握计算机在材料科学与化学化工中数据处理、数学建模、计算机模拟及计算机辅助设计等方面应用的原则和方法2、掌握几种常见的重要软件（如Origin、Chemoffice、Ansys、Themo-calc、proe等）的使用方法3、了解计算机网络、数据库、自动控制在材料科学与化学

3、化工中的实际应用重要的是，学习一种科学的思维方法！具体要求课程有关说明1.总学时48学时，总学分2学分。2.讲授26学时，上机实验22学时。3.成绩计算：平时40％（含实验），考查60％。4.教材与参考书：（1）许鑫华，叶卫平等主编，计算机在材料科学中的应用，机械工业出版社，2003年。（2）曾令可，叶卫平等主编，计算机在材料科学与工程中的应用，武汉理工大学出版社，2004年。（3）方利国，陈砺编，计算机在化学化工中的应用，化学工业出版社，2003年。（4）赵文元，王亦军，计算机在化学化工中的应用技术，科学出版社，2001年。（5）D.Raa

4、be编，项金钟，吴兴惠译，计算材料学，化学工业出版社，2002年。（6）樊新民，材料科学与工程的计算机技术，中国矿业大学出版社，2000年。教学进度安排理论讲授：1、绪论(2学时)2、第一章材料研究中的数学模型（2学时）3、第二章正交实验方法（2学时）4、第三章Origin软件应用（3学时）5、第四章Office软件应用（2学时）6、第五章材料研究中常用的数值分析方法（3学时）7、第六章材料研究中主要理场的数值模拟（3学时）8、第七章材料科学与行为工艺计算机模拟（1学时）9、第八章Chemoffice软件应用（2学时）10、第九章常用模具设计

5、软件PROE介绍（4学时）上机实验：1、正交实验上机(2学时)2、Origin上机(3学时)3、Office上机（3学时）4、Ansys上机（6学时）5、Chemoffice上机（4学时）6、相图计算与绘制（Thermo-Calc上机）（2学时选）7、proe上机（4学时）教学进度安排绪论计算机在材料科学中的应用1、在深入了解材料科学的基本知识、基本理论和计算机科学技术基础上，研究计算机作为一种现代工具在材料科学研究中应用的思路、方法和原理，即根据相关基本原理和理论，采用合适的计算模型和计算方法，确立材料的理论模型，通过计算机相关技术手段研究

6、材料的组成、结构、性能和加工与应用的学科。2、计算机科学与材料科学结合，属于交叉学科学生须具备高等数学、大学物理、计算机基础、微机原理及应用、算法语言、固体物理等相关知识。3、用计算方法来研究材料计算机计算、模拟等方法对材料的结构与性能进行预测和指导。计算机发展历史1946年，第一台计算机ENIAC（electronicnumericalintegratorandcalculator），美国宾夕法尼亚大学研制，重30吨，耗电25kW，占地面积150M2，造价达100万美圆，用于计算弹道和氢弹的研制。逻辑元件时间存储设备软件用途第一代电子管19

7、46-1958（主）磁鼓、磁芯，（外）磁带机器语言科学计算第二代晶体管1958-1964（主）磁芯，（外）磁盘高级语言及编译程序数据处理，工业控制第三代中、小规模集成电路1964-1971（主）磁芯，（外）磁盘会话式的高级语言发展企事业管理与工业控制第四代大规模集成电路1971-1974（主）磁芯，（外）磁盘会话式的高级语言工业、商业及家庭第五代超大规模集成电路1974-至今（主）磁芯，（外）磁盘会话式的高级语言工业、商业及家庭计算机的作用数据计算、分析与处理图象分析与处理文本处理信息数据储存、查询、交换计算机模拟计算机自动控制。。。。。。计

8、算机是二十世纪人类最伟大的科学成就（动画与游戏）（管理与办公）（科研与生产）（上网、信息交流）（商务）。。。。。。曙光4000A超级计算机－国家智能计算机研发中心台