《化工过程的建模、仿真和优化》

01引论1

发展化学工业所需的技术支持1

化工过程分析3

计算技术对过程分析的作用7

本书的主要内容12

02数学模型基础知识13

数学模型的内涵13

数学模型的类别15

建模的一般方法与步骤17

数学模型的选用原则20

综合性能的数学模型21

建模方法的内容安排22

03工艺建模的基本方法24

基本原则24

物料平衡方程25

动量平衡方程27

热量平衡方程29

相平衡31

化学反应速率方程33

基本处理模块35

本章所使用的符号37

04稳态集中参数模型38

单级设备38

单级和多级蒸发器与冷凝器42

多级吸收塔和解吸塔46

精馏塔49

单级和多级提取器52

多级全混反应器56

广义的多级过程57

05稳态分布参数模型60

流体流动60

套管换热器61

管束式膜分离器63

垂直壁上的逐步冷凝66

管式反应器67

稳态热传导70

广义的分布参数模型71

06动态工艺模型74

单级集中参数动态模型74

多级集中参数动态模型77

分布参数动态模型80

07经验模型和统计分析83

通用经验模型83

变量的粗选87

变量的精选92

非线性模型97

模型的优选100

数据的筛选105

半工艺模型106

动态经验模型107

08数值仿真的基础方法110

任意函数的逼近110

二次多项式样条插值116

三次多项式样条插值120

二维二次多项式样条129

有理函数插值133

数值求积134

数值求导144

09代数系统的数值解154

一元非线性方程求根154

线性代数方程组的经典数值解法162

线性方程组的其它解法170

非线性方程组的经典数值解法177

非线性方程组的近代解法181

10常微分系统的数值仿真185

示例问题185

矩形近似解法187

各种单步求解方法192

多步求解法196

联立常微分方程200

高阶常微分方程204

常微分方程的边值问题205

11偏微分系统的数值仿真209

偏微分方程的一般情况209

求解椭圆型方程的差分方法212

差分展开式的不同求解方法217

求解抛物型方程的差分方法223

线上求解法228

双曲型方程和特征线方法231

12无约束的优化方法240

化工中的优化问题240

单变量函数的寻优法243

区间渐缩法244

多项式逼近法251

方程求根寻优法256

多变量函数的寻优法257

直接搜索寻优法258

逐向寻优法262

二次型逼近法266

13线性规划268

基本概念268

退化的线性规划问题271

约束条件的由来272

单纯型求解法273

标准型求解法278

初始可行解279

14非线性规划281

乘子方法282

局部极值的条件288

二次规划294

通用简化梯度法295

罚函数方法303

序贯二次规划306

随机搜索法312

相继线性规划314

15多级和离散对象的优化316

动态规划317

整数和混合整数规划326

分枝和定界法333

附表343

参考文献349