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1常用计算方法和数值模拟基础1

1.1 正交试验设计1

1.1.1 正交试验设计的基本原理2

1.1.2 正交试验设计的基本方法4

1.1.3 多指标试验设计的分析方法10

1.1.4 水平不同的正交试验设计14

1.1.5 有交互作用的正交试验设计15

1.1.6 正交试验设计的方差分析方法18

1.2 数据处理技术22

1.2.1 正交试验设计插值方法22

1.2.2 曲线拟合与最小二乘法24

1.3 高斯消去法求解线性代数方程组的解法30

本章小结34

思考题与习题35

2材料科学与工程中的物理场计算机分析37

2.1 温度场计算机分析37

2.1.1 传热学及温度场基本概念37

2.1.2 导热微分方程38

2.1.3 导热微分方程初始条件与边界条件40

2.1.4 平面稳态温度场的有限差分求解41

2.1.5 非稳态导热问题的有限差分求解44

2.2 浓度场计算48

2.2.1 扩散方程48

2.2.2 扩散方程的数值解49

本章小结53

思考题与习题53

3计算机在材料科学与工程控制中的应用54

3.1 计算机控制系统的一般概念54

3.1.1 在线控制系统和离线控制系统54

3.1.2 实时控制系统54

3.1.3 闭环控制系统和开环控制系统55

3.1.4 直接数字控制系统55

3.1.5 监督控制系统56

3.2 以微机为核心的工业控制系统的组成原理及功能特点57

3.2.1 以微机为核心的工业控制系统组成57

3.2.2 硬件部分57

3.2.3 软件部分58

3.2.4 控制系统的基本功能和主要特点58

3.3 过程通道和数据采集59

3.3.1 输入和输出过程通道59

3.3.2 模拟量输入、输出通道信号的处理63

3.3.3 过程通道的干扰及其抑制65

3.4 直接数字控制68

3.4.1 直接数字控制系统的组成和特点68

3.4.2 直接数字控制系统的控制规律69

3.5 模糊控制系统特点及建立过程75

3.5.1 模糊控制的特点75

3.5.2 模糊控制系统的建立76

3.6 多变量复杂控制系统80

3.7 集散控制系统及应用82

3.7.1 集散控制系统的组成框图83

3.7.2 集散控制系统的特点83

3.7.3 集散控制系统的结构形式85

3.7.4 集散控制系统应用85

3.8 控制管理一体化90

3.8.1 管理与控制分层结构90

3.8.2 一体化结构体系及特点91

3.8.3 应用前景92

3.9 虚拟仪器93

3.9.1 虚拟仪器的结构、组成及特点93

3.9.2 虚拟仪器的应用98

本章小结99

思考题与习题99

4计算机在企业管理中的应用101

4.1 管理信息系统概念101

4.1.1 管理信息的定义102

4.1.2 管理信息系统的结构103

4.1.3 管理信息系统在企业管理中的应用105

4.2 信息系统技术108

4.2.1 数据库系统108

4.2.2 数据库设计111

4.2.3 材料数据库及其应用112

4.2.4 生产、技术管理数据库及其应用114

4.2.5 决策支持系统116

4.3 企业管理信息系统的开发118

4.3.1 系统分析118

4.3.2 系统设计126

4.3.3 系统的实施、运行与评价132

4.3.4 企业管理信息系统开发实例——铸造企业市场营销管理信息系统的开发136

本章小结137

思考题与习题138

5计算机辅助设计139

5.1 CAD技术139

5.1.1 CAD技术简介139

5.1.2 计算机辅助设计中的新技术143

5.1.3 计算机辅助造型设计146

5.1.4 计算机辅助模具设计148

5.1.5 计算机辅助工艺过程设计154

5.1.6 计算机在设备设计中的应用159

5.2 计算机在材料设计和相图设计中的应用163

5.2.1 材料设计的发展163

5.2.2 相图设计原理168

5.2.3 相图计算及合成170

5.3 材料的微观结构设计及模拟178

5.3.1 原子/分子层次的计算机模拟178

5.3.2 断裂与晶粒长大的模拟186

5.3.3 材料模拟软件及其在材料科学中的应用187

本章小结195

思考题与习题196

6神经网络在材料科学与工程中的应用197

6.1 ANN概述197

6.1.1 生物神经网络197

6.1.2 人工神经网络（ANN）200

6.1.3 ANN发展史206

6.1.4 人工神经网络的学习208

6.1.5 学习算法的种类209

6.2 BP神经网络结构、学习算法及其设计210

6.2.1 BP网络模型与结构211

6.2.2 BP学习规则211

6.2.3 BP网络的设计219

6.2.4 BP网络的限制与不足222

6.2.5 反向传播法的改进方法223

6.3 人工神经网络在材料科学中的应用227

6.3.1 材料的设计与性能预测227

6.3.2 在无机非金属材料工业中的应用232

6.3.3 在有机材料工业中的应用234

6.3.4 在金属材料工业中的应用239

6.4 专家系统及其在材料科学与工程中的应用242

6.4.1 专家系统及其特点242

6.4.2 专家系统的类型243

6.4.3 专家系统的构成244

6.4.4 专家系统的开发245

6.4.5 材料科学工程的一些专家系统248

6.4.6 专家系统的发展展望260

本章小结260

思考题与习题260

附录262

附录A262

附录B264

附录C 计算程序266

参考文献273