计算机在材料科学中的应用.ppt

计算机在材料科学中的应用 Computer Applications in Materials Science 授课教师：张志英，董知之,计算机在材料科学中的应用 前言 第一章 Mathcad基本操作及应用 第二章 Mathcad在材料科学中的应用示例 第三章 Origin绘图和计算,前言 材料设计与计算 材料设计 材料结构与性能模拟 材料加工工艺过程的数学模拟 材料表征 一般应用 资料检索、绘图、论文写作等,前言 材料设计与计算 材料科学专用软件 数学计算软件 计算机语言 一般应用 资料检索(英文、中文) 论文写作软件 上机安排,材料设计与计算 材料科学专用软件 Cerius2 (图形工作站) Materials Studio (PC ) 建立结构模型(结构优化) 性质预测 X-射线衍射分析 动力学模拟 量子力学计算 Accelrys公司网址：,Figure 9. Comparison of the Wide-Angle Experimental X-Ray Diffraction Pattern (Figure 2C) from A(1125) and the Calculated X-Ray Diffraction Pattern Experimental (A) and calculated (B) from the proposed model (Figures 7C and 8).,PE晶体的 X-ray衍射图 晶粒500A,晶粒50A,材料设计与计算 数学计算软件 Mathcad Mathematica Matlab Maple (Waterloo Maple Inc.) Microcal Origin ,材料设计与计算 计算机语言 Basic Visual Basic, Quick, True, Turbo C Fortran Pasical Matlab 超高级计算语言(科学计算),一般应用 资料检索(图书管: /) 维普: /index.asp 中国期刊网: Wiley: Elsevier: / EI文摘库: SCI文摘库: /portal.cgi/ CA光盘文摘库: 51,X,Y = meshgrid(-8:0.2:8,-8:0.2:8); R = (X.2+Y.2).(1/2); Z = sin(R)./R; surf(Z) shading interp,一般应用 论文写作 Word 字处理软件 Adobe Acrobat pdf格式文件的阅读与制作 Origin 数据处理与绘图 Endnote 参考文献管理(Word的辅助工具) Photoshop 图像处理 ChemOffice 化学分子式绘制 Mathcad 公式推导与数据处理,上机安排 上课：单周星期一,第四大节 地点：主楼D501 (1-5,7-18周) 上机：双周 1班:周2 -第1大节 2班:周2 -第4大节 3班:周2 -第5大节 4班:周1 -第4大节 地点：材化学院机房 课件作业下载和作业递交: 用户名：mathcad 密码：1234,第一章 Mathcad基本操作及应用 1.1 Mathcad基本操作 用户界面 常用菜单 工具栏 区域编辑 公式编辑 上机内容,用户界面 菜单栏 常用工具栏 字体工具栏 数学工具栏 工作区 信息栏,File菜单,New 建立新文件 Open 打开已存在的文件 Close 关闭当前文件 Save 保存当前文件 Save as 换名存盘 Collaboratory 连接论坛(取消) Internet Setup (2001取消) Send 把文件当附件发送(取消) Page Setup 页面设置 Print Preview 打印预览 Print 打印文件 Exit 退出,Edit菜单,Undo 撤消上次编辑操作 Redo Undo的逆操作 Cut 剪切 Copy 把选择内容复制到剪贴板 Paste 粘贴 Delete 删除 Select All 全选 Find 查找 Replace 替换 Go to Page 跳的指定页面 Check Spelling 拼写检查文本 Links 链接编辑 Object 打开或编辑对象,View菜单 Toolbar：工具栏显示开关 Format Bar：字体工具栏显示开关 Math Palette：数学选项板显示开关 Regions：区域显示开关 Zoom：视图缩小和放大显示 Refresh：视图刷新 Animate：动画制作 Playback：打开一个窗口，播放动画,Insert菜单 Graph：图形 Matrix：插入一个矩阵或矢量 Function：插入一个内部函数 Unit：插入一个单位 Picture：显示该图 Math Region：在文本文件内插入数学区域 Text Region：插入一个文本区域 Page Break：插入分页符 Hyperlink：创建、删除、编辑超级链接 Reference：插入引用文件 Component：插入一个组件 Object：插入一个OLE对象。,Graph命令下的子命令： X-Y Plot: 创建直角坐标图 Polar Plot: 创建极坐标图 Surface Plot: 创建曲面图 Contour Plot : 创建等值图 3D Scatter Plot: 3维离散点图 3D Bar Chart: 3维柱状图 Vector field Plot: 创建2维矢量图,Format菜单 Number： 控制数据显示格式 Equation： 控制公式格式 Text： 控制文本格式 Paragraph：控制段落格式 Style： 控制文本格式 Properties：属性 控制 Graph： 图形格式控制 Color： 显示颜色控制 Separate Regions：分离重叠区域 Align Regions： 对齐所选的区域 Lock Regions： 对区域锁定控制 Headers/Footers：设置页眉或页脚,Graph命令的子命令： X-Y Plot：直角坐标图格式 Polar Plot：极坐标图格式 3D Plot：三维坐标图格式 Graph Trace：读取曲线上点的坐标 Zoom：放大镜,Math菜单 Calculate：计算更新当前屏幕上所见的图形和表达式 Calculate Worksheet：计算更新全文的图形和表达式 Automatic Calculation：自动和手动模式切换开关 Optimization：优化计算开关 Option： 设置系统变量、单位制和量纲,Symbolics菜单 Evaluate： Symbolically：求微积分、矩阵、函数和其它代数式演算的解析表达式 Floating：解析运算，如有可能返回浮点数的结果 Complex：解析运算，如有可能返回复数结果 Simplify：简化所选择的表达式 Expand：按和、积因子展开所选择的表达式 Factor：对所选择的表达式进行因式分解 Collect：按指定因子整理多项式 Polynomial Coefficients：求多项式展开系数 Variable： 与变量有关的命令 Solve：对指定变量解方程或不等式 Substitute：替换所选择的变量 Differentiate：对指定变量求微分，其它变量当作常数 Integrate：对指定变量求表达式的积分,Symbolics菜单 Variable： 与变量有关的命令 Expand to Series：把函数展开成泰勒级数 Covert to Partial Fraction：把一个有理分式分解成部分分式的和，分母是线性或2次式 Matrix：与矩阵有关的命令 Transpose：求转置矩阵 Invert：求矩阵的逆 Determinant：求矩阵行列式的值 Transform：与变换有关的命令 Fourier：傅里叶变换 Inverse Fourier：逆傅里叶变换 Laplace：拉普拉斯变换 Inverse Laplace：逆拉普拉斯变换 Z：Z变换 Inverse Z：逆Z变换 Evaluation Style：设置演算样式的对话框,Windows菜单 Cascade：层叠式排列窗口 Tile Horizontal：水平平铺式排列窗口 Tile Vertical命令：垂直平铺式排列窗口 Arrange Icons命令：排列已最小化的窗口图标,Help菜单 Mathcad Help： 激活在线帮助窗口 Resource Center：激活资源中心 Tip of the Day： 每日学一招 Open Book： 打开电子书(*.hdb) Using Help： 如何获取帮助 About Mathcad： Mathcad版本说明 Context Menu菜单 在屏幕上用鼠标右键单击某一对象时，会弹出一个菜单，Mathcad根据单击的区域和对象自动判断将要进行哪些操作。弹出的菜单包含相应的命令，在实际操作中非常方便。用这种方法会减少鼠标移动的频率。,工具栏 常用工具栏 字体栏 数学选项版,区域编辑 Mathcad文件是文本区域、公式区域和图形区域的集合，移动、删除、拷贝、锁定对齐区域等编辑操作方法属于最基础性的知识 公式区域(数学区域)：数学区域含有算式、变量、函数、等数学计算内容，在默认情况下，键入的字符属于该区域。 文本区域：没有数学意义，它只是文字的说明部分，要用Insert/Text Region命令创建。 图形区域：用于绘制函数关系曲线。用插入Insert/Graph命令创建。,区域编辑 选取区域：1. 单击目标 (单个区域) 2. 按住鼠标左键拖动鼠标 撤消选取的区域：单击对象外的任何一区域 移动区域: 1. 选取要移动的区域 2. 鼠标移向区域，光标变成手掌形状后， 压住鼠标左键移动 区域删除：1. 选中要删除的区域 2. 用Edit/Cut 或 Edit/Delete或工具条上的命令 消除重叠区域：1. 移动区域 2. 使用Format/Separate Regions命令 区域对齐：1. 水平对齐(Format/Align Regions/Across) 2. 垂直对齐(Format/Align Regions/Down),公式编辑 公式编辑中应注意