化工数值计算

第1章绪论/1

11计算机在化工计算中的重要性1

12数值计算方法2

121什么是数值计算方法2

122为什么要学习数值计算方法3

13程序设计的一般概念3

131程序和程序设计3

132程序设计语言3

133框图（流程图）4

134计算机解题的步骤4

14误差的来源、表示及传递6

141误差的来源和分类6

142误差的表示7

143误差的传递8

第2章非线性代数方程的

数值解/10

21逐步扫描法求根的初始近似值10

211方法概述10

212程序框图11

213计算实例11

22求根的精确解12

221二分法12

222迭代法20

223迭代过程的加速25

224牛顿法26

225弦截法34

第3章插值、微分和积分/39

31函数插值39

311线性插值法40

312拉格朗日多项式插值法42

313分段拉格朗日插值法46

32数值微分法48

321方法概述49

322程序框图49

323计算实例50

33数值积分法52

331方法概述52

332程序框图53

333计算实例54

第4章常微分方程（组）的

数值解/62

41常微分方程的数值解62

42常微分方程初值问题的数值解63

421欧拉法63

422改良欧拉法64

423龙格库塔法67

43常微分方程组初值问题的数值解70

431方法概述71

432程序框图72

433计算实例73

44高阶常微分方程初值问题的

数值解77

441方法概述77

442程序框图77

443计算实例78

45常微分方程边值问题的数值解79

451有限差分法79

452试差法90

第5章线性代数方程组的

数值解/97

51解线性代数方程组的迭代法97

511简单迭代法97

512赛德尔迭代法99

52解线性代数方程组的消元法102

521消元法102

522列主元消去法104

53解非线性方程组的牛顿

拉夫森法112

531方法概述113

532程序框图114

533计算实例115

第6章回归分析和

曲线拟合/118

61一元线性回归118

611方法概述119

612程序框图122

613计算实例123

62多元线性回归127

621方法概述128

622程序框图130

623计算实例132

63剔除可疑数据及其计算程序136

631剔除可疑数据的方法136

632剔除可疑数据的计算程序框图137

633计算实例138

64多项式拟合141

641方法概述141

642程序框图142

643计算实例143

第7章过程最优化/147

71单变量函数的最优化方法147

711搜索区间的确定147

712区间消去法——菲波那西法和

黄金分割法150

713插值法161

72无约束多变量函数最优化的

单纯形法165

721方法概述166

722程序框图168

723计算实例169

73有约束多变量函数最优化的

复合形法177

731方法概述178

732程序框图179

733计算实例180

第8章化工工艺计算基础/186

81气液相平衡计算186

811相平衡关系式186

812液相活度系数关联式187

813泡点计算192

814露点计算196

815等温闪蒸计算203

816二元溶液恒沸点的预测208

82物料衡算215

821方法概述215

822物料衡算流程图和衡算式216

823物料衡算的基本步骤217

824基准及其选择217

825计算实例218

83能量衡算224

831方法概述224

832计算实例224

84多单元过程的物料及能量衡算226

附录/231

附录1EXCEL高级应用基础简介 231

附录2EXCEL在化学化工数值计算中

的应用240

附录3EXCEL在化学化工实验数据处理

中的应用245

参考文献/251

本书论述了化工领域中常用的数值计算方法、化工工艺计算基础及其计算机程序设计。全书分为四部分，共八章。内容包括计算机和数值计算方法在化工计算中的应用基础，非线性代数方程和线性代数方程组的数值解、函数插值、数值积分、常微分方程与常微分程组的数值解、过程最优化方法，化工实验数据处理中常用的线性回归、曲线拟合以及化工工艺计算中常用的汽液相平衡计算、物料与热量衡算等。各种算法均有化工实际例题和运用QBASIC语言 编写的结构化源程序。本书从典型实例入手，逐步深入，便于自学。本书可作为高等院校化工类及相关专业高年级学生或研究生教材，也可供从事化学化工及相关专业工作的科技人员参考。

化学工程与技术学科涉及的计算内容十分广泛，然而化工实验数据的处理、气液相平衡计算、物料与热量的衡算是最基本的内容。
由于描述这些问题的数学模型过于复杂，难以用常规的数学分析的方法求得解析解，需要应用数值计算方法和计算机求其数值解。因此，本书旨在介绍数值计算方法在化工领域中的应用及如何根据数值计算方法来编写计算机源程序，提供一种利用计算机进行快速化工计算的方法。