武理工计算机在材料科学与工程中的应用实验教学大纲

计算机在材料科学与工程中的应用实验教学大纲课程编号：课程名称：计算机在材料科学与工程中的应用／实验总学时数：20适应专业：材料科学与工程、材料物理、材料化学、高分子等相关专业承担实验室：材院机房一、实验教学的目的和要求1、了解计算机在材料科学领域的各种典型应用。2、掌握计算机应用中经常采用技术手段的工作原理、性能和特点。3、掌握材料研究、材料制备、材料工程中可以运用计算机解决问题的基本方法。4、在上机实验中能比较熟练地掌握计算机使用方法、了解常见接口、传感器、信号数据处理技术，对一般材料的研究、制造、生产过程中需要计算机技术的环节，具有初步的了解并能够进行判断、简要分析、设计的能力。5、根据具体材料学科实际问题，具有使用计算机进行相关材料科学研究的数据、资料进行检索能力。本实验教学目的为加强解决实际问题能力的培养。让学生通过本实验教学环节的学习，了解怎样将计算机技术用于解决材料科学与工程领域中实际问题。并使之能初步将计算机用于后续专业课程学习和专业设计中去，培养学生的动手能力。二、实验项目设置序号实验项目名称实验学时每组人数实验类型开出要求1材料科学文献检索实践4验证必做2材料过程模拟优化辅助设计与试验数据计算机分析6设计必做3材料生产过程CAD设计及数据库的应用5综合必做4不同材料工程过程的模拟与数学建模5综合必做三、单项实验的内容和要求1．材料科学文献检索实践实验内容：掌握使用计算机应用局域网和国际互联网进行材料科学方面的文献检索，并基本掌握计算机网络知识与文献检索基本技巧。检索内容包括先进的金属材料、陶瓷材料、高分子材料以及网内综合信息导航、先进制造技术、专利资料信息检索。2．材料过程模拟优化辅助设计与试验数据计算机分析实验内容：过程模拟与优化，分子模拟，过程的图形化表达与模拟以及常用软件的使用，试验数据分析处理，利用最小二乘法原理求解函数以及用正交实验方法设计材料科学与工程中实际问题。3.材料生产过程CAD设计及数据库的应用实验内容：了解CAD软件的应用环境以及一般使用技巧，基本能使用AutoCAD软件进行简单的材料工程设计，包括车间设计、设备设计等。材料性能设计与实现4.不同材料工程过程的模拟与数学建模实验内容：材料科学与工程中的数值计算模拟、温度场分析模拟二维温度场数值计算模拟、有限差分法求解热工导热程序设计等，正确理解各种不同的材料合成与加工过程，并能应用前面所学的知识进行材料分子结构与组织性能等方面数学建模，相图模拟计算等。(注：在实验具体实施时，任课教师可根据每个专业方向的具体情况完成上述单项实验)四、课程改革特色为了体现因材施教，注重个性发展的原则，以适应不同层次、专业以及有兴趣的学生的培养，加强工程实践能力和创新能力的培养，在教学过程中要注重加强学生计算机应用能力的培养，提高学生应用计算机解决问题，提高工作效率的能力。五、教材及实验指导书1)樊新民等编著，《材料科学与工程中的计算机技术》中国矿业大学出版社，2000年2)叶卫平等编著，《计算机在科学中的应用》,机械工业出版社,2003年3)熊家炯,《材料设计》，天津大学出版社.2000年4)孙跃民主编：《计算机辅助化工设计》，科学出版社，2001年出版5)邱大年等编著《计算机在材料科学中的应用》，北京工业大学出版社,1999年执笔：叶卫平等审阅：周静