计算机在化学化工及生物工程中的应用

本书以“注重实际应用，突出工程特色”为原则，将计算机知识和专业知识紧密结合，在教授学生理论知识的同时，培养其动手操作能力。

在软件挑选上注重流行性、成熟性和可操作性，在实例选择上注重应用性、专业性和广泛性，在内容和风格上突出特色，求新、求精、求实。

通过本书的学习，学生可以掌握：

使用ChemWindow 6.0软件绘制结构式和实验装置图的能力。

使用Visual Basic 6.0和MATLAB 6.5进行数值计算的能力。

使用Origin 7.0处理实验数据的能力以及使用计算机撰写论文和进行工艺设计的能力。

“计算机在化学化工及生物工程中的应用”是一门旨在提高学生专业计算机应用水平的课程。随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用，科学研究对计算机的依赖程度越来越高。而只有将计算机知识和专业知识相互紧密结合，才能使教学真正满足学生的要求，适应社会的需要和紧跟时代的步伐。

本书以“注重实际应用，突出工程特色”为原则，在软件挑选上注重流行性、成熟性和可操作性，在实例选择上注重应用性、专业性和广泛性，在内容和风格上突出特色，求新、求精、求实。

全书共分为4章，分别介绍计算机在化学分子绘图、数值计算、科学绘图和数据处理以及工艺设计中的应用。通过本书的学习，使学生掌握当前流行专业软件的使用，培养学生使用ChemWindow 6.0软件绘制结构式和实验装置图的能力、使用Visual Basic 6.0和MATLAB 6.5进行数值计算的能力、使用Origin 7.0处理实验数据的能力以及使用计算机撰写论文和进行工艺设计的能力。书后附录Ⅰ为Visual Basic 6.0简介，附录Ⅱ为MATLAB简介，附录Ⅲ为相应例题VB程序界面及代码，以供参考。

本书可作为普通高等院校化学、化学工程、生物工程和制药工程等相关专业学生的教材，也可供从事化学化工、计算机工程与应用的科技工作者参考。

本书由罗华军编著。三峡大学从2003年开始进行“计算机在化学化工及生物工程中的应用”课程改革，三峡大学教务处和化学与生命科学学院的领导及老师在本书的编写中给予了大力支持，在此表示衷心的感谢；在本书编写过程中，参考了大量的文献及教材，在此特别表示感谢，参考文献中如有遗漏之处，敬请谅解。由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，望广大同行及读者批评指正。

作 者

2014年7月

第一章 计算机在化学分子绘图中的应用 1
1.1 简介 1
1.2 工具栏 2
1.3 化学键的绘制 3
1.4 与画环有关的工具 4
1.5 与画箭头有关的工具 5
1.6 化学符号标记和文字说明 6
1.7 编辑工具 7
1.8 画框及括号工具 9
1.9 原子标记符号 9
1.10 轨道符号 10
1.11 组合工具 10
1.12 其他工具 11
1.13 附加库的使用 11
1.14 菜单命令 12
1.15 三维绘图程序SymApps 6.0 13
1.16 输出 16
上机作业 17
第二章 计算机在数值计算中的应用 19
2.1 数值计算的重要性 19
2.2 方程求根 19
2.2.1 二分法 20
2.2.2 迭代法 21
2.2.3 牛顿法 22
2.3 线性方程组求解 23
2.3.1 简单迭代法 24
2.3.2 消元法 25
2.3.3 选主元消去法 26
2.4 插值 29
2.4.1 拉格朗日插值法 30
2.4.2 牛顿插值法 30
2.5 数值积分 31
2.5.1 梯形法 31
2.5.2 辛普森法 31
2.6 常微分方程的数值解 32
2.6.1 欧拉法 32
2.6.2 龙格-库塔法 33
2.7 拟合 34
2.7.1 一元线性回归 34
2.7.2 多元线性回归 35
2.8 过程最优化 36
2.8.1 无约束单变量函数最优化 37
2.8.2 线性规划 38
2.9 MATLAB在数值计算中的应用 42
2.9.1 非线性代数方程（组）的求解 42
2.9.2 数值积分 44
2.9.3 常微分方程（组）的数值解 47
2.9.4 最小二乘估计 54
上机作业 55
第三章 计算机在科学绘图和数据处理中
的应用 58
3.1 Origin工作界面简介 58
3.2 Origin 使用入门 60
3.3 工作表格（Worksheet）的使用 61
3.4 数据绘图 64
3.5 数据处理 76
3.5.1 工作表格的相关计算 76
3.5.2 插值 77
3.5.3 微分 79
3.5.4 积分 81
3.5.5 拟合 81
上机作业 84
第四章 计算机在工艺设计中的应用 86
4.1 通风发酵空气净化系统的设计 86
4.2 喷雾干燥塔的设计 87
4.3 工艺流程设计软件SuperPro Designer 5.1 94
4.3.1 软件简介 94
4.3.2 SuperPro Designer的启动及
工作界面 94
4.3.3 SuperPro Designer的流程设计步骤 95
4.3.4 流程的初始化 95
4.3.5 创建流程图 97
4.3.6 添加操作 100
4.3.7 过程模拟及结果查看 103
上机作业 104
附录Ⅰ Visual Basic 6.0简介 106
一、Visual Basic 6.0的开发环境 106
二、Visual Basic 6.0 程序设计 109
附录Ⅱ MATLAB简介 120
一、MATLAB的特点与功能 120
二、MATLAB的用户界面 120
三、基本使用方法 125
四、数值计算功能 127
五、MATLAB 6.5程序设计 134
附录Ⅲ VB程序界面及代码 139
参考文献 165

1. 机械制图 [许淑珍 于利民]
2. 微积分（经管类）导学篇（下册） [王海棠 曹海军 周玲丽]
3. 大学生创新创业基础 [主编 姜国权 姜福佳]
4. 农产品云仓模式研究—以北京农产品流通物流供应链重构为例 [武晓钊 王成林 王春娟 等著]
5. 信息技术（微课版） [王云　徐江鸿　李清霞　罗学锋　]
6. 管理基础与实务 [主编 王凤基 颜汉军]
7. 高等数学导学篇（下册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
8. 高等数学导学篇（上册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
9. 高等数学（下册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
10. 高等数学（上册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
11. 庭院风骨—树、灌、篱 [创意房主 著]
12. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
13. 微积分（经管类）教程篇（下册） [曹海军 王海棠 周玲丽]
14. 微积分（经管类）教程篇（上册） [曹海军 王海棠 周玲丽]
15. 微积分（经管类）导学篇（上册） [王海棠 曹海军 周玲丽]
16. 网站前端技术案例教程（HTML+CSS+JavaScript）（第二版） [黄华升]
17. 线性代数 [主编 史昱 陈凤欣]
18. 电力电子技术课程学习及实验指导 [主编 陈荣]
19. 成长对话：青春的榜样 [主编　施端银　黄武刚　应巨林]
20. 人工智能应用基础 [主编 杨缨 李佳]
21. 中华水文化（慕课版）（第二版） [毕雪燕 杨华轲 罗玲谊 等编著]
22. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
23. 飞机维修专业英语——飞机系统（第二版） [赵迎春]
24. 英语大爆炸：跟趣味情景剧学口语（微课版） [秦然　编著]
25. 机械工程制图任务跟踪训练 [主编 王瑞清 赵金考 周彦云 ]
26. 机械工程制图 [主编 覃国萍 刘百顺 禹晨]
27. 平面设计与制作项目化教程 [主编　李晨]
28. 后期影像剪辑技术 [主编　郭建伟]
29. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
30. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]