(完整版)《计算机在化学化工中的应用》教学大纲

计算机在化学化工中的应用课程设计一、前言伴随着信息技术的飞速发展，计算机已经成为现代化学化工领域的重要工具。

计算机在化学化工中的应用，不仅可以大大提高实验数据的准确性和精度，还能使化学工程师更加高效地完成工程设计和管理工作。

因此，计算机在化学化工中的应用课程设计显得尤为重要。

二、课程目标通过本课程的学习，学生可以了解到计算机在化学化工中的应用现状和发展趋势，掌握计算机在化学化工中的基本应用技术和方法，培养学生的计算机与化学化工领域的综合能力。

三、课程内容3.1 计算机在化学化工中的基本应用技术1.计算机辅助分析技术：介绍如何利用计算机进行实验数据的分析和处理，包括常见的数据处理软件和分析方法等。

2.应用数学方法：介绍在化学化工过程中常用的数学方法和工具，包括线性代数、微积分、差分方程等。

3.模拟和仿真技术：介绍如何利用计算机进行化学反应、物理传递过程、工艺流程等方面的模拟和仿真。

3.2 计算机在化学化工中的实际应用案例1.应用案例1：利用计算机模拟反应动力学，实现对某一化学反应速率规律的研究。

2.应用案例2：基于计算机视觉的边缘检测技术，实现对污水处理水质的实时监测和控制。

3.应用案例3：利用计算机自动化控制技术，实现对化学反应过程的自动控制和优化。

3.3 课程设计本课程涉及到的基本应用技术和实际应用案例，将在一个综合性的课程设计中得到实际应用。

学生可以根据自身的兴趣和实际需求，选择其中一项应用案例进行深入研究和开发。

在课程设计中，学生需要完成以下基本任务：1.掌握相关的计算机技术和化学化工理论知识，准备软硬件环境和实验数据。

2.分析选定的应用案例，并设计相应的计算机程序。

3.利用计算机进行仿真和模拟实验，收集并处理相关实验数据。

4.分析实验数据，得出相关结论，撰写相关实验报告和技术文献。

四、教学方法本课程采取讲授与实践相结合的教学方法。

讲授部分包括基础理论的讲解和实际应用案例的演示，旨在让学生了解相关技术的原理和应用场景。

目录一．引言 (2)二、计算机在化学化工的应用 (2)2.1 计算机在化工控制方面的应用 (2)2.2 计算机在过程模拟中的应用 (3)2.3 计算机在绘图中的应用 (3)2.5计算机在有机合成中的应用 (4)三、化工研究中常用的软件 (5)3.1功能强大的ACDI/Chemsketch (5)3.2 化学图文编辑工具Chem/Window (5)3.3 Chemoffice系列软件 (6)3.4数据处理软件Origin (7)3.4.1 Origin的数据分析功能 (7)3.4.2 用Origin软件绘制实验数据曲线 (8)四、结束语 (9)五、参考文献 (9)一、引言计算机在化学中的应用已有40余年的发展历史。

随着科技的发展，计算机的运用越来越广泛，在化工领域中，计算机技术也有着重要的作用。

计算机在化工领域的使用，极大的降低了工作难度，提高了工作效率。

近年来化学学科的重要成就之一就是计算机在化学中的应用。

计算机与化学的结合促进了化学的发展。

本论文将主要介绍其在化学化工上的运用。

关键词：计算机化学化工应用二、计算机在化学化工的应用2.1 计算机在化工控制方面的应用70年代，一些著名的仪表公司推出了Dcs集散控制系统，使计算机集中控制和直接数字控制得以在全球迅速推广应用。

80年代，计算机过程控制已进人高一层次，可完成Prn 控制、顺序控制和能量控制，图示功能得到增强，并能实现PID参数自整定。

90年代以来，发展更为迅速，RISC工作站使图形窗口更完善，操作更方便，人机接口、容错技术和通讯网络都得到进一步发展。

化工生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平。

2.2 计算机在过程模拟中的应用人工智能是计算机发展的最高境界，也是计算机应用的重要领域。

化学的各个相关学科普遍具有知识量大、过程复杂、相对规律性较差的特点。

利用计算机的海量信息存储能力、准确的逻辑判断分析能力和强大的计算能力，建立化学类专家系统具有重要的意义。

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：计算机目前已经成为各行各业的重要工具，随着计算机科学与技术的高速发展及其与传统化学、化工学科的不断交叉、渗透与整合，现代计算机技术正在化学、化工专业的科研、生产和教学中起到日益重要的作用。

计算机在化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围，在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域，计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。

本课程主要介绍应用计算机软件解决化学、化工领域一些常见的问题，主要包括文献检索与管理类软件，化学化工图形与图像处理类软件，科研绘图及数据分析类软件，化学化工计算类软件和地理信息系统软件等。

2.设计思路：计算机在化学中的应用已经有几十年的历史，在化学学科的发展过程中计算机起到了非常重要的作用，在学习其它化学课程的同时掌握必要的计算机知识显得非常迫切。

对于化学、化工专业的学生来说，熟练应用计算机解决学习及科研中面临的各种问题已经成为必备的基本技能。

本课程是在具备一定计算机软件知识的基础上，结合部分化学专业知识，从化学类相关的软件角度学习并掌握计算机在化学领域中的应用手段和最新方法，理论教学与上机实践相结合，使学生基本具备借助计算机解决化学问题的能力。

3. 课程与其他课程的关系：本课程在大学二年级开设。

先修课程包括无机化学、有机化学、计算机基础等，- 4 -本课程学习效果对后续化学课程的学习尤其是化学基础实验、毕业设计等起着重要作用。

二、课程目标作为化学类专业的本科生，修习本课程后应基本具备借助计算机解决化学问题的能力。

包括化学类文档处理、常规数据处理、科技工作汇报以及专业流程图的绘制；分子类图形的绘制以及分子结构的常规优化方法；对实验数据进一步处理和分析以及二维图形绘制的方法；实验数据的初步统计学处理方法；掌握网络化学资源尤其是文献数据库的使用方法等。

计算机在化工中的应用教学大纲一、课程简介本课程旨在介绍计算机在化工领域中的应用，包括计算机模拟、化学数据库、计算流体力学（CFD）等相关技术的原理和应用。

通过本课程，学生将学习如何使用计算机解决化工领域中的相关问题，并掌握各种软件工具和技术在实际工程中的应用。

二、预备知识1.化学基础知识2.计算机基础知识三、教学目标1.了解计算机在化工领域中的应用现状和发展趋势。

2.掌握常用的化工软件工具和技术，包括计算机模拟、化学数据库、CFD等。

3.能够使用计算机解决化工领域中的问题，并进行工程应用。

4.培养学生的计算机应用能力和创新思维能力。

四、教学内容1.计算机在化工领域中的应用概述a)计算机在化工领域中的发展历程b)计算机在化工工程设计、优化和控制中的应用c)计算机辅助化学实验设计和分析2.计算机模拟a)分子模拟方法和原理b)分子动力学模拟c)蒙特卡洛模拟d)应用案例分析3.化学数据库a)化学数据库的构建和应用b)化学反应数据库c)化学结构和性质数据库d)应用案例分析4.计算流体力学（CFD）a)CFD的基本原理和数值算法b)CFD在化工领域中的应用c)CFD软件的使用和工程实践d)应用案例分析5.实践应用a)利用化工软件进行实际工程设计和优化b)使用计算机模拟方法解决化工过程中的问题c)基于CFD的化工流程优化案例分析六、教学方法1.理论授课2.案例分析和讨论3.实践操作和实验4.课程项目设计七、考核与评价1.平时成绩（包括课堂参与、作业和小组讨论）2.期中考试3.期末项目报告和答辩八、参考教材2. Hinchliffe, A. (2024). Molecular modeling: principles and applications. John Wiley & Sons.3. Leach, A. R. (2001). Molecular modelling: principles and applications (2nd ed.). Pearson Education.4. CFD Basics: An Introduction (Ansys Fluent Tutorials Series)5. Smith, W. (2005). Chemical process design and integration. John Wiley & Sons.九、参考资料1.计算机在化工中的应用与研究进展（材料科学与工程学报）2.化工领域固定床反应器CFD模拟研究综述（化学工业与工程）3.CFD在化工热流体流动方面应用进展（石油化工应用）4.化工专业计算机模拟课程教学方法研究（实验技术与管理）。

《计算机在化学化工中的应用》课程教学大纲英文名称：Application of Computer in Chemistry and Chemical Engineering授课专业：林产化工、制药工程学时：51学分：3开课学期：第4学期适用对象：林产化工与制药工程本科生一、课程性质与任务随着计算机科学与技术的高速发展及其与传统化学、化工学科的不断交叉、渗透与整合，现代计算机技术正在化学、化工专业的科研、生产、教学中起到日益重要的作用。

计算机在化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围。

在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域，计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。

对于化学、化工专业的学生和科研人员，熟练应用计算机解决学习、科研、工作中面临的各种问题己成为必备的基本技能。

本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将文献检索与管理、实验设计与数据处理、化学化工图形与图像处理、化学化工计算、论文撰写与演示等内容紧密结合，通过学习，使学生应用计算机解决化学、化工领域一些常见问题的能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解和掌握，是化工类专业的专业选修课程。

二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，使学生初步掌握利用相关软件和internet 网络进行工程设计能力、专业图形图象绘制、化工过程模拟与分析、获取化学化工信息的能力、实验数据处理的能力。

三、课程教学内容第1章计算机文献检索4学时第2章计算机文献管理4学时第3章正交试验设计6学时第4章化学编辑排版4学时第5章实验数据的图形化处理5学时第6章使用Visio 2007绘制化学化工图形6学时第7章Matlab与化学化工计算6学时第8章Excel与化工最优化问题6学时第9章化工过程模拟6学时第10章计算机在科技论文撰写及演讲中的应用4学时四、教学重点、难点本课程重点为化学化工信息资源及搜索；文献数据库和专利检索；物性数据库和化学化工标准检索。

《计算机在化学中的应用》课程教学大纲一.教学目的计算机目前已经成为各行各业的重要工具，其中计算机在化学中的应用已经有近四十年的历史，在化学学科的发展过程中计算机起到了非常重要的作用。

作为化学专业的研究生和高年级本科生在学习其它化学课程的同时掌握必要的计算机知识显得非常迫切。

本课程是在学生学习《计算机文化基础》课程之后，即具备一定计算机软件知识的基础上，深入学习并掌握计算机在化学领域中的应用手段和最新方法，使学生基本具备借助计算机解决化学问题的能力。

二．教学内容本课程主要包括以下内容：计算机网络技术在化学中的应用技术；计算机化学编程技术；计算机辅助图形化学方法；结构化学计算机与化学过程模拟技术；数据处理及优化方法（包括实验数据处理、结果评价及优化方法等）等五个方面。

采用计算机课堂讲授概念和理论分析、上机实际操作和课后总结练习相结合的教学方法。

1．总学时及教材安排：全部课程共分6章，安排54学时，其中课堂教学30学时，上机练习20学时，习题课4学时。

教材采用赵文元、王亦军编写的《计算机在化学化工中的应用技术》一书，并以相关专著和科学文献为参考教材，根据教学内容随堂布置。

2．内容安排：第一章：计算机在化学中的应用概论讲授计算机，特别是个人计算机的快速发展给化学及相关学科带来的冲击和影响，以及目前计算机技术在化学领域中应用的现状。

第二章：计算机网络技术在化学中的应用讲授计算机网络知识和网上化学信息收集、远程教育、文献检索等内容，教学重点是：主要数据库STN和Dialog中美国化学文摘等化学信息的连机检索方法和光盘数据库的计算机辅助检索方法。

第三章：计算机在计算化学中的应用以Basic 语言为工具，编程解决常见的化学计算问题；同时介绍常见的量子化学计算软件工具的基本原理和使用方法。

第四章：计算机辅助图形化技术在化学中的应用以流行化学软件ISISDRAW和Chemwindow等软件为蓝本，讲授物质化学结构的二维及三维图形绘制；化学符号和化学反应方程等的图形计算机表示方法。

《计算机在化工中的应用》课程教学大纲课程名称：计算机在化工中的应用课程类型: 专业选修课总学时： 36 讲课学时：36 实验学时：0学分：2适用对象: 化学工程与工艺专业学生先修课程：化工原理、数值计算方法和计算机编程能力一、课程性质、目的和任务正如计算机在其他工业和工程领域中得到广泛的应用一样，在化学工业和化学工程领域中，计算机的应用已经深入到各个方面。

计算机在化工中的应用需要三个方面的知识作基础：化工基本概念、数值计算方法和计算机编程能力。

本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将化工概念、数学方法和编写程序三者紧密结合，通过对流体热力学性质的估算、流体输送与换热器的计算、精馏的计算使学生的化工计算机应用能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解。

二、教学基本要求通过本课程的学习使学生初步掌握化工单元操作中计算问题的计算机求解能力，并对已有的化工计算软件有一定的了解。

四、课程的重点和难点第一章．状态方程与热力学性质重点：状态方程和数学模型。

难点：热力学性质的求解过程。

第二章．汽液相平衡计算重点：逸度系数，活度系数计算。

难点：活度系数的求解。

第三章．流体输送的计算重点：流体输送过程的求解。

难点：过程分析，模型建立。

第四章．换热器的计算重点：列管换热器的计算。

难点：换热器过程分析。

第五章．单级分离过程的计算重点：泡点、露点温度的计算。

难点：程序框图的建立。

第六章．二元精馏重点：逐板计算难点：全塔过程的模拟。

第七章．多元精馏简捷计算法重点：FUG法设计难点：模拟计算第八章．精馏计算严格法求解重点：泡点法求解MESH方程难点：泡点法求解MESH方程第九章．化工常用计算软件介绍重点：软件功能及应用难点：软件功能及应用五、实践环节自主上机七、考核方式上交程序八、推荐教材和教学参考书教材：《化工计算机计算》，陈中亮编著，化学工业出版社，2000年。

参考书：《C常用算法程序集》，徐士良编著，清华大学出版社，1994年。

计算机在化工中的应用一、课程说明课程编号：150109Z10课程名称：计算机在化工中的应用/ Applications of Computer in Chemical Industry 课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：高等数学，大学计算机基础，化工原理适用专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班）教材、教学参考书：1、李谦、毛立群、房晓敏. 计算机在化学化工中的应用（第二版）[M]. 化学工业出版社，20142、方利国. 计算机在化学化工中的应用（第三版）[M]. 化学工业出版社，20113、田文德、王晓红. 化工过程计算机应用基础[M]. 化学工业出版社，20074、刘道德. 计算机在化工中的应用[M]. XX大学出版社，2002二、课程设置的目的意义本课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，其目的是为化学工程与工艺专业的学生提供将计算机应用于本专业的基本方法，培养学生能够运用计算机解决化工问题的能力。

（1）以化工专业知识和数学知识为基础，以计算机技术为基本手段，采用数学建模、计算机编程、计算机软件模拟、计算的方法，对化工过程和数据进行处理，解决化工专业问题。

（2）运用办公软件、化工制图软件等工具，恰当地表达化工生产过程所涉及的反应、工艺流程、设备，形成规范化的化工可行性报告、设计报告、总结报告、咨询报告等专业文档。

（3）运用分子设计、流程模拟、过程仿真等手段，进行化工厂区建设及化工产品生产方案，将计算机技术用于化学工业实践。

三、课程的基本要求要求学生掌握常用的数值计算方法，并应用于化工过程的有关计算；要求学生能够比较熟练地掌握计算机化工制图方法，为课程设计和毕业设计做准备；同时要求学生了解一些常见的化工软件，能够比较熟练地检索互联网上的化工文献与资料；最后要求学生对计算机在化工中的应用前景有较为清楚的认识。

知识：本课程要求学生掌握计算机在化工计算、化工制图、分子设计、化工流程模拟及化工专业文档制作中应用的相关基本概念与基本理论。