计算机在材料科学中的应用课件

计算机在材料科学中的应用ComputerApplicationsinMaterialsScience授课教师：张志英，董知之计算机在材料科学中的应用1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绘图和计算计算机在材料科学中的应用2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3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前言4材料设计与计算材料科学专用软件Cerius2(图形工作站)

MaterialsStudio(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：材料设计与计算5Figure9.ComparisonoftheWide-AngleExperimentalX-RayDiffractionPattern(Figure2C)fromA(11–25)andtheCalculatedX-RayDiffractionPatternExperimental(A)andcalculated(B)fromtheproposedmodel(Figures7Cand8).Figure9.ComparisonoftheWi6计算机在材料科学中的应用-课件7PE晶体的X-ray衍射图晶粒500A晶粒50APE晶体的晶粒50A8材料设计与计算数学计算软件Mathcad–Mathematica–Matlab–Maple–(WaterlooMapleInc.)MicrocalOrigin–材料设计与计算9材料设计与计算计算机语言Basic–VisualBasic,Quick,True,TurboCFortranPasicalMatlab–超高级计算语言(科学计算)材料设计与计算10一般应用资料检索(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\一般应用11[X,Y]=meshgrid(-8:0.2:8,-8:0.2:8);R=((X.^2+Y.^2).^(1/2));Z=sin(R)./R;surf(Z)shadinginterp[X,Y]=meshgrid(-8:0.2:8,-8:012一般应用论文写作Word－字处理软件AdobeAcrobat–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一般应用13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

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用户名：mathcad密码：1234上机安排14第一章Mathcad基本操作及应用1.1Mathcad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第一章Mathcad基本操作及应用15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用户界面16计算机在材料科学中的应用-课件17File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Saveas–换名存盘Collaboratory–连接论坛(取消)InternetSetup–(2001取消)Send–把文件当附件发送(取消)PageSetup–页面设置PrintPreview–打印预览Print–打印文件Exit–退出File菜单New–建立新文件18Edit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SelectAll–全选Find–查找Replace–替换GotoPage–跳的指定页面CheckSpelling–拼写检查文本Links–链接编辑Object–打开或编辑对象Edit菜单Undo–撤消上次编辑操作19View菜单Toolbar：工具栏显示开关FormatBar：字体工具栏显示开关MathPalette：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View菜单20Insert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MathRegion：在文本文件内插入数学区域TextRegion：插入一个文本区域PageBreak：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-YPlot:创建直角坐标图PolarPlot:创建极坐标图SurfacePlot:创建曲面图ContourPlot:创建等值图3DScatterPlot:3维离散点图3DBarChart:3维柱状图VectorfieldPlot:创建2维矢量图Insert菜单Graph命令下的子命令：21Format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SeparateRegions：分离重叠区域AlignRegions：对齐所选的区域LockRegions：对区域锁定控制Headers/Footers：设置页眉或页脚Graph命令的子命令：

X-YPlot：直角坐标图格式

PolarPlot：极坐标图格式3DPlot：三维坐标图格式

GraphTrace：读取曲线上点的坐标

Zoom：放大镜Format菜单Graph命令的子命令：22Math菜单Calculate：计算更新当前屏幕上所见的图形和表达式CalculateWorksheet：计算更新全文的图形和表达式AutomaticCalculation：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Math菜单23Symbolics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PolynomialCoefficients：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24Symbolics菜单Variable：与变量有关的命令ExpandtoSeries：把函数展开成泰勒级数CoverttoPartialFraction：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InverseFourier：逆傅里叶变换Laplace：拉普拉斯变换InverseLaplace：逆拉普拉斯变换Z：Z变换InverseZ：逆Z变换EvaluationStyle：设置演算样式的对话框Symbolics菜单25Windows菜单Cascade：层叠式排列窗口TileHorizontal：水平平铺式排列窗口TileVertical命令：垂直平铺式排列窗口ArrangeIcons命令：排列已最小化的窗口图标Windows菜单26Help菜单MathcadHelp：激活在线帮助窗口ResourceCenter：激活资源中心TipoftheDay：每日学一招OpenBook：打开电子书(*.hdb)UsingHelp：如何获取帮助AboutMathcad：Mathcad版本说明ContextMenu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。Help菜单27

工具栏常用工具栏字体栏数学选项版工具栏28

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/TextRegion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29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/SeparateRegions命令区域对齐：1.水平对齐(Format/AlignRegions/Across)2.垂直对齐(Format/AlignRegions/Down)区域编辑30公式编辑公式编辑中应注意两个问题：一是插入线；二是编辑线插入线：公式中竖线为插入线，表示要插入字符的位置。用光标键可移动插入线编辑线：横线为编辑线，表示编辑公式的部位。用空格键可改变编辑线的选择范围公式编辑31上机安排上课：单周星期一,第四大节地点：主楼D501(1-18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

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用户名：mathcad密码：1234上机安排32计算机在材料科学中的应用ComputerApplicationsinMaterialsScience授课教师：张志英，董知之计算机在材料科学中的应用33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绘图和计算计算机在材料科学中的应用34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35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前言36材料设计与计算材料科学专用软件Cerius2(图形工作站)

MaterialsStudio(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：材料设计与计算37Figure9.ComparisonoftheWide-AngleExperimentalX-RayDiffractionPattern(Figure2C)fromA(11–25)andtheCalculatedX-RayDiffractionPatternExperimental(A)andcalculated(B)fromtheproposedmodel(Figures7Cand8).Figure9.ComparisonoftheWi38计算机在材料科学中的应用-课件39PE晶体的X-ray衍射图晶粒500A晶粒50APE晶体的晶粒50A40材料设计与计算数学计算软件Mathcad–Mathematica–Matlab–Maple–(WaterlooMapleInc.)MicrocalOrigin–材料设计与计算41材料设计与计算计算机语言Basic–VisualBasic,Quick,True,TurboCFortranPasicalMatlab–超高级计算语言(科学计算)材料设计与计算42一般应用资料检索(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\一般应用43[X,Y]=meshgrid(-8:0.2:8,-8:0.2:8);R=((X.^2+Y.^2).^(1/2));Z=sin(R)./R;surf(Z)shadinginterp[X,Y]=meshgrid(-8:0.2:8,-8:044一般应用论文写作Word－字处理软件AdobeAcrobat–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一般应用45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

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用户名：mathcad密码：1234上机安排46第一章Mathcad基本操作及应用1.1Mathcad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第一章Mathcad基本操作及应用47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用户界面48计算机在材料科学中的应用-课件49File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Saveas–换名存盘Collaboratory–连接论坛(取消)InternetSetup–(2001取消)Send–把文件当附件发送(取消)PageSetup–页面设置PrintPreview–打印预览Print–打印文件Exit–退出File菜单New–建立新文件50Edit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SelectAll–全选Find–查找Replace–替换GotoPage–跳的指定页面CheckSpelling–拼写检查文本Links–链接编辑Object–打开或编辑对象Edit菜单Undo–撤消上次编辑操作51View菜单Toolbar：工具栏显示开关FormatBar：字体工具栏显示开关MathPalette：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View菜单52Insert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MathRegion：在文本文件内插入数学区域TextRegion：插入一个文本区域PageBreak：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-YPlot:创建直角坐标图PolarPlot:创建极坐标图SurfacePlot:创建曲面图ContourPlot:创建等值图3DScatterPlot:3维离散点图3DBarChart:3维柱状图VectorfieldPlot:创建2维矢量图Insert菜单Graph命令下的子命令：53Format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SeparateRegions：分离重叠区域AlignRegions：对齐所选的区域LockRegions：对区域锁定控制Headers/Footers：设置页眉或页脚Graph命令的子命令：

X-YPlot：直角坐标图格式

PolarPlot：极坐标图格式3DPlot：三维坐标图格式

GraphTrace：读取曲线上点的坐标

Zoom：放大镜Format菜单Graph命令的子命令：54Math菜单Calculate：计算更新当前屏幕上所见的图形和表达式CalculateWorksheet：计算更新全文的图形和表达式AutomaticCalculation：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Math菜单55Symbolics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PolynomialCoefficients：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56Symbolics菜单Variable：与变量有关的命令ExpandtoSeries：把函数展开成泰勒级数CoverttoPartialFraction：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InverseFourier：逆傅里叶变换Laplace：拉普拉斯变换InverseLaplace：逆拉普拉斯变换Z：Z变换InverseZ：逆Z变换EvaluationStyle：设置演算样式的对话框Symbolics菜单57Windows菜单Cascade：层叠式排列窗口TileHorizontal：水平平铺式排列窗口TileVertical命令：垂直平铺式排列窗口ArrangeIcons命令：排列已最小化的窗口图标Windows菜单58Help菜单MathcadHelp：激活在线帮助窗口ResourceCenter：激活资源中心TipoftheDay：每日学一招OpenBook：打开电子书(*.hdb)UsingHelp：如何获取帮助AboutMathcad：Mathcad版本说明ContextMenu菜单在