计算机在材料科学中的应用00

0 绪论

0.1 课程的性质与任务
0.2 材料科学发展概况

0.3 主要研究内容

0.4 基本要求

0.1 课程的性质与任务

计算机在材料科学中的应用》 《计算机在材料科学中的应用》是材料科 学与工程专业一门同计算机应用有密切联系的 专业基础课。 专业基础课。 本课程的教学目的是在加强学生对基础知 本课程的教学目的是在加强学生对基础知 加强 基本方法掌握；注重培养 培养学生利用计算机 识、基本方法掌握；注重培养学生利用计算机 学生的创新意识。 解决实际问题的能力；培养学生的创新意识 解决实际问题的能力；培养学生的创新意识。

石器时代 青铜时代 铁器时代 水泥时代 钢时代 硅时代 新材料时代

公元前10万年 公元前3000年 公元前1000年 公元0年 1800年 1950年 1990年

0.2

材料科学发展概况

材料分类

(按 来 源 )
材料分类

  
      

天然材料 人造材料
金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料

0.3 主要研究内容

① 计算机用于新材料的设计 ② 材料科学研究中的计算机模拟
③ 材料工艺过程的优化及自动控制 ④ 计算机用于数据和图像处理

⑤ 计算机网络在材料研究中的应用

0.3 主要研究内容
① 计算机用于新材料的设计
材料设计 → 通过理论与计算预报新材料的组分结构与性能; 通过理论设计来订做具有特定性能的新材料; 按生产要求设计最佳的制备和加工方法.

参考书目

≪ 材料学基础 ≫

≪数学模型与计算机模拟 ≫

谢谢大家! 谢谢大家



0.2

材料科学发展概况

材料的发展史 = 人类社会的文明史 重要性  材料的发展史 = 科学技术的发展史
     材料 能源
信息 新型材料 信息技术 生物技术

当代文明的三大支柱

  新技术革命的主要标志   

0.2

材料科学发展概况

人类的文明史 = 材料的发展史

• • • • • • •
计算机在材料科学中的应用 绪论

2011年秋季 2011年秋季

1.教材 教材 许鑫华，叶卫平.计算机在材料科学中的应用 计算机在材料科学中的应用.机 许鑫华，叶卫平 计算机在材料科学中的应用 机 械工业出版社,2003年第一版 年第一版. 械工业出版社 年第一版

2.主要参考书 2.主要参考书 计算机在材料科学中的应用.北京工业 （1）邱大年 计算机在材料科学中的应用 北京工业 ）邱大年.计算机在材料科学中的应用 大学出版社,1990年第一版 年第一版. 大学出版社 年第一版 材料科学与工程中的计算机技术.中国 （2）樊新民 材料科学与工程中的计算机技术 中国 ）樊新民.材料科学与工程中的计算机技术 矿业大学出版社,2000年第一版 年第一版. 矿业大学出版社 年第一版

0.5  1.5  3   3  0.5  0.5 0.5  0.5  4   2 

0.4 基本要求
1. 材料科学研究中数学模型的建立方法 材料科学研究中数学模型的建立方法; 2. 常用的数值分析方法和主要物理场的数值模拟 ； 3. 材料行为工艺的计算机模拟方法 材料行为工艺的计算机模拟方法; 4. 材料数据库与新材料、新合金的设计； 材料数据库与新材料、新合金的设计； 5. 计算机在材料加工、性能检测方面的应用； 计算机在材料加工、性能检测方面的应用； 6. 材料科学研究中数据和图像分析、处理方法； 材料科学研究中数据和图像分析、处理方法； 7. 利用互联网进行文献检索。 利用互联网进行文献检索。

计算机模拟 → 在计算机上对一个复杂系统的行为进行大量的 动态仿真或重演,从而获得刻画该系统特征的数量指标,为决策过 程提供依据的一种方法.

计算机模拟和人工智能的区别：人工智能可以使 用任何一种方式来模仿人的智力活动。而计算机模拟 则只能根据人脑实际情况来进行。也就是说，它必须 尽量反映人的智力活动的真实面貌。

(按 组 成 与 结 构 )
材料分类

(按 性 能 特 征 和 作 用 )

    

结 构 材 料 (利 用 力 学 性 能 ) 功 能 材 料 (电 磁 光 热 声 等 )

0.2

材料科学发展概况

发展趋势

      

简

单  复 →

杂

单一性能  综合性能 → 结构材料  功能材料 → 单一材料  复合材料 →

电子文献的查找 学术交流
搜索引擎的使用

0.3 主要研究内容

绪论  1. 材料科学研究中的数学模型 2. 材料科学研究中常用的数值分析方法  3. 材料科学研究中主要物理场的数值模拟  4. 材料科学与行为工艺的计算机模拟  5. 材料数据库和新材料/新合金的设计 6. 材料加工过程中的计算机控制  7. 计算机在材料检测中的应用 8. 材料科学研究中的数据与图像处理  9. 互联网在材料科学研究中的应用 

0.2

材料科学发展概况

定义:材料是人类社会所能接受的、 定义 材料是人类社会所能接受的、可 材料是人类社会所能接受的 经济地制造有用物品的物质。 经济地制造有用物品的物质。

0.2

材料科学发展概况

研究目的 了解和学会现有材料的使用方法 研究开辟现有材料的新工艺、 研究开辟现有材料的新工艺、新用途 研究和创建新材料

0.3 主要研究内容
③ 材料工艺过程的优化及自动控制
满足工艺要求  工艺过程的优 使工艺参数稳定或按规律变化 化及自动控制 工艺过程优化  实现优质/高产/低消耗 

0.3 主要研究内容
④ 计算机用于数据和图像处理

数据和图像的保存 \ 处理 学术论文撰写

0.3 主要研究内容
⑤ 计算机网络在材料研究中的应用

 电子层次    微观结构设计 材料设计分类  原子分子层次   显微结构层次 

0.3 主要研究内容
② 材料科学研究中的计算机模拟
分析 经济的 构模 设计 系统 → 系统模型 → 研究 → 合理的系统 预测 高效的

0.3 主要研究内容
② 材料科学研究中的计算Baidu Nhomakorabea模拟
计算机模拟就是根据实际体系在计算机上进行模拟实验.